DE1704331A1

DE1704331A1 - Verfahren und Einrichtung zur Herstellung von Hohlkoerpern,z.B.von Flaschen aus Kunststoff und nach diesem Verfahren hergestellter Flaschenbehaelter

Info

Publication number: DE1704331A1
Application number: DE19671704331
Authority: DE
Inventors: Max Schmidt
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1961-08-24
Filing date: 1967-11-15
Publication date: 1972-03-09

Description

13 e s c h r e i b u n g Verfahren und Einrichtung zur Herstellung von Hohlkörpern, z. 13. von Flaschen aus Kunststoff und nach diesem Verfahren hergestellter Flaschenbehälter.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Herstellung von Hohlkörpernt z. 13. von Flaschen aus i(unststoff und nach diesem Verfahren hergestellter Flaschenbehälter. Neuzeitliche Flaschen aus Kunststoff werden bisher fast ausschlie#lich im Blassystem hergesteilt, u. zw. in der Weise, daß in Blasmaschinen mittels Zufahrung von Preßluft ein Kunststoltschlauch aufgeblasen wird und die Flaschen stückweise durch Backenelemente oder durch Quetsoh werkzeuge abgetrennt und so fertig aus der Maschine kommen.
Dieses Verfahren hat große Nachteile, weil einmal der Arbeitsvorgang des Blasens eine erhebliche Zeit in Anspruch nimmt und selbst die bisher bekannten besten und größten Blasmaschinen, die mit drei Schläuchen und beispielsweise mit sechs Formen arbeiten, werfen p. Stunde max. 1500 Flaschen aus. Die Großverbraucher an Flaschen, z. B.
Brauereien oder Molkereien, dagegen benötigen Stundenleistungen von ca. 10.000, 20.000 oder noch mehr Stück Flaschen für das Abfüllen von Bier, Milch u. dgl. Es müßten deshalb mehrere Blasmaschinen nebeneinander aufgestellt werden um die Bereitstellung von Flaschenvorräten bei großen Füllbertrieben zu sichern.
Da jedoch ein Blasautomat, kompl. mit Zulaufband, immerhin einen erheblichen Aufwand kostet, sind hier riesige Autsendungen arforderlich, wenn man die Flaschen einem Abfüllbetrieb in der von ihm benötigten Menge zuführen wollte.
Solche Betriebe müßten außerdem diese Maschine in ihrem Unternehmen aufstellen, denn ein Versand von fertiggeblasenen Flaschen ist wegen des großen Volumens praktisch unmöglich.
Alle diese wirtschaftlichen Schwierigkeiten drängen die einschlägigen Industriezweige nach einer Änderung in der Beschaffung von Flaschen, um die Versorgung der Abnehmer möglichst lukrativ und schnell abzuwickeln.
Ziel der Erfindung ist es, eine neuartige Methode zu schaffen, Flaschen aus Kunststoff herzustellen, welche alle diese Nachteile vermeidet und es ermöglicht, jede gewünschte Anzahl solcher Flaschen in der Brauerei bei geringstmöglichem Raumbedarf selbst zu lagern und ohne die Notwendigkeit, in der Brauerei oder Molkerei selbst die großen Anlagen zu etablieren. Diese Möglichkeit wird dadurch erreicht, daß die Flasche nicht mehr einstückig geblasen, sondern zweistückig vakuumgezogen wird.
Dabei geht die Erfindung von dem im Zusatzpatent.
(Anmeldung Sch 30. 190 I/39a2 vom 24.8.61) erläuterten Gedanken aus, daß zwei Hohlkörper, welche mit einem kongruenten Randilansch versehen sind, mittels welchen die innige und haltbare Verbindung zwischen Flaschenober-und -unterteil hergestellt wird, Verwendung finden, wobei die obere Flaschenhälfte am Flaschenhals mit einer Einiüllöffnung durch Abtrennen der Kappe versehen wird. Das dabei angewand-*e Verfahren der Fertigung ist dabei an sich das gleiche wie beim Zusatzpatent. Im einzelnen ist also vorgesehen, daß mindestens zwei Teilhohlkörper je aus einer thermoplastische n Kunststoff-Folie vakuumgezogen, ausgestanzt und der Flaschenoberteil mit einer Einfüllöffnung versehen, die Teilhohlkör#er gegebenenfalls mittels einer Siebdruck- od. dgl. -einrichtung beschriftet bzw. bedruckt, sodann gestapelt und darnach die beiden Teilhohlkörper an Ort und Stelle miteinander verbundene eingeiüllt und verschlossen werden.
Nach diesem Verfahren wird also ein Flaschenoberteil vakuumgezogen und genauso ein Flaachenunterteil.
Diese beiden Flaschenteile sind konisch und können genau, wie Trinkbecher oder Verpackungsbecher, ineinandergelsteckt und an jede beliebige Steile mit größter Rausersparnis äußerst billig versandt werden.
Nach der Erfindung können diese Flaschenober- und -unterteile sowohl thermoplastisch gespritzt als auch vakuumgezogen hergestellt werden. Im letzteren Fall wird der beim Vakuumziehen an der Einfüllöffnung bestehende Verschluß ausgestantt.
Die Herstellungsart dieser beiden Flaschenober- und -unterteile vollzieht sich in der leise daß von einer Folienrolle in der entspr. Stärke, zweckmäßig ca. 1,5 bis 2 mm Stärke, dieses Folienband aus Kunststoff durch eine Heizstation läuft* Diese Heizstation kann in mehreren Zonen zwei bis sechsfach oder noch mehr unterteilt werden und je mehr Heizzonen vorhanden sind, desto rationeller kann die Maschine arbeiten. Das in dieser Zeizzone erwärmte Folienband läuft in eine Vakuumziehvorrichtung. In dieser laufen eine beliebige Anzahl von Formstapeln in das Material hinein, drücken dasselbe nach unten und verformen konisch das Flaschenoberteil. Das gleiche vollzieht sich in der Prallelmaschine für das Flaschenunterteil.
Nach dem Verformen wird das noch in einem Stück zusammendhängendes vakuumverformte Bandteil in das Stanzaggregat befördert. Hier werden die Flaschenober- bzw. unterteile durch Ausstanzen vom Folienband getrennt, der Stanzling wird separat ausgeworfen und die Flaschenober- bzw.
-unterteile laufen auf ein Transportband. Das Flaschenunterteil, das eine zylindrische Form aufweisen kann bzw. schwach konisch ausgebildet ist wird über ein Ablaufband direkt einem Stapelaggregat zugeführt und wird im Stapel an die Großabfüllbetriebe (Brauereien, Molkereien od. dgl.) weitergeleitet.
Das Flaschenoberteil dagegen, das noch an dem Einfüllhals verschlossen st, durchläuft nochmals einen sog.
Finishautomaten, in sielchem der Flaschenhals mit einer Einfüllöffnung durch Wegstanzen oder Abschneiden der Kappe versehen wird. Sodann läuft auch dieses Flaschenoberteil automatisch zu der Stapelstation, wo es ineinandergestapelt wird und in Kartons zum Versand gelangt. Auf diese Weise können nun unbeschränkte Mengen von solchen FlaschenOber-und -unterteilen hergestellt und zum Versand kommen.
Einzelheiten der Erfindung, sowie der weitere Werdegang in den Füllbetrieben ist im wesentlichen in einer schematischen Zeichnungsdarstellung näher erläutert, u. zw. zeigen: Fig. 1: Den Werdegang einer Flasche von der Folie über das Ausstanzen, Signieren oder Bedrucken in einer Siebdruckanlage, das Stapeln der beiden Teilhohlkörper, das Verbinden der beiden Flaschenbestandteile, das Einfüllen und Verschließen der dortigen, eingefüllten Flasche; Fig. 2: in einer Seitenansicht den Fertigungsablauf für das Flaschenoberteil bis zur Stapelung; Fig. 2a: desgleichen für das Flaschenunterteil; Fig. 3: das Zubringen und Verbinden der aufeinandergesetzten Flaschenteile, sowie alternativ Fig. 3a: das Einfüllen und Verschließen des Flaschenhalses mittels Wärme und fertiger Flasche, sowie Fig. 3b: Anformung eines Randwulstea oder eines Gewindes am Flaschenhals, Einfüllen und Verschließen mittels Kronenkorken oder Schraubkappe, sowie jeweils fertige, eingefüllte Flaschen; Fig. 4: eine neuzeitliche Verpackungsart mehrerer Flaschen oder eines Flascnensortiments.
In der Darstellung nach Fig. 1 (Blatt i) ist die Folie mit i bezeichnet, welche als endloses Band von der Vorratsrolle 2 abgezogen wird. Die Teilhohlkörper der Flaschen, nämlich Fla schenoberteil 3 mit Hals ansatz 3a und Flaschenunterteil 4 sind zweekmä#ig konisch ausgebildet und werden nach dem Vakuumziehvorgang mittels eines Stanzwerkzeuges 5, unter l1elassung je eines horizontalen, flanschartigen Verbindungsrandes 6, von der Folie i getrennt, u. zw. unter Zurücklassung einer Stanzbohrung 7. Der Rest der Folie 1 bildet Abfall. Die Formgebung der Flaschenober bzw* -unterteile beschränkt sich jedoch gemäß der Erfindung nicht auf die Konizität, Ober- und/oder Flaschenunterteil können auch zylinderförmige Gestalt aufweisen.
Mit dem Stanzwerkzeug 5 ist für den Flaschenoberteil 3 ein weiteres Schneidgerät 8 gleichgeschaltet, walches den vom Ziehvorgang her geschlossen Flaschenhals 3a durch Abschneiden der Kappe öffnet. Zur Bezeichnung der Flaschen ist eine Siebdruckeinrichtung zwischengeschaltet, welche entweder den Flaschenoberteil 3 und/oder den Flaschenunterteil 4 mit einer Aufschrift oder einer Bilddarstellung 9 od. dgl. kennlich macht.
Der Fertigungsablauf ist jeweils mit den Pfeilen 10 angedeutet. Nach dem Bedruckungsvorgang werden die Flaschenteile 3 und 4 jeweils separat in gangbaren, jedenfalls aber in größeren Mengen gestapelt und die einzelnen Stapel 11 bzw. iia kommen zum Versand in die Füllgroßbetriebe. In den Füllgroßbetrieben (Brauereien, Molkereien od. dgl.) werden mittels hierfür eingerichteter Automaten Ober- und Unterteil 3, 4 aufeinandergebracht und gemäß der Erfindung mittels Ultraschall miteinander verbunden. Die vorher erwähnten Randpartien bilden dabei die Verbindungsflächen.
In Fig. 1 sind die Verbindungswerkzeuge mit 12 bzw. 13 bezeichnet. Die nun fertige Flasche 14 wird einer Füllstation 15 zugeführt und anschließend mittels Schwaißschieben od. dgl. am Hals 3 durch Zusammendrücken fest verschlossen.
Die Fig. 2 ff. zeigt schematisch den erfindungsgemäßen Werdegang in Seitenansicht. Die Folie 1 wird mittels Andruck- bzw. Transportrollen oder -walzen 17 einer oder mehreren Heizstationen 18 zugeführt, bevor die Vakuumverformung mittels der Ziehplatten 19 erfolgt. Die Vakuumverformung ist jedoch nicht die einzige Möglichkeit zur Formgebung der Flaschenteile 3, 4. Diese kö nen in gleichem Maße auch durch Spritzwerkzeuge im Spritzgußverfahren (in der Zeichnung nicht dargestellt) gefertigt werden.
Nach der Verformung erfolgte wie erwähnte das Ausstanzen der Ziehlinge 3, 4. Auch dieser Vorgang vollzieht sich zweckmäßig in separaten Arbeitsgängen, um für Flaschenober-und -unterteil 3, 4 jeweils getrennte Stapel zu erreichen.
Nach dem Ausstanzen bzw. nach der Formgebung gelangen die Flaschenteile 3, 4 in die Sibbdruckeinrichtung 20, welche der besonderen Gestalt der Flaschenteile wegen zweckmäßig als Rundläufer ausgebildet ist. Auf einem nachgeschalteten Transportband 21 gelangen die Teilkörper in getrennte Stapeleinrichtungen 22, aus welcher sie nach deren Anidllung mittels eines nach unten wegschwenkbaren Deckels 23 entnommen werden können. Zur exakten Stapelung der Teilhohlkörper 3, 4, insbesondere zur reibungslosen maschinellen Entnahme vom Stapel sind die Flaschenteile in Nähe des umlaufenden Verbindungsrandes mit eines angeformten Stapelrand 24 versehen* In Fig. 3 ist das Aufeinandersetzen der Flaschenteile 3, 4 veranschaulicht. Die gestapelten Flaschenteile 3 4 fallen je aus einer vertikalen Röhre 25, 26 mit Hilfe von Backenelementen 27 auf e in Transportband 28, der Gestalt, daß auf je einen Flaachenunterteil 4 intermittierend je ein Flaschenoberteil 3 zu liegen kommt, welche Teile zusammen in der nachgeschalteten Verschweißstatiöi 29 fest serbudez werden Von hier ab ergeben sich zwei Alternativen (Fig. 3a und 3b) in der Ausgestaltung des Flaschenverschlusses. Nach Fig. 3a wird die Flasche 14 der Füllstation 15 und darnach unmittelbar der Verschluß-(Sohweiß-)Station 16 zugeführt und die Flasche ist versandfertig. Es können sich jedoch Möglichkeiten ergeben, bei denen ein Verschlußschweißen nicht angebraucht erscheint, so daß auf die herkömmliche Art des Verschlusses mittels KronenkErken oder mittels Schraubkappen zurückgegriffen werden muß. Diese Variation zeigt die Fig. 3b auf. Auf die leere Flasche wird mittels eines zwischengeschalteten werkzeuges 30 ein Wulst 31 aufgebracht auf welchen nach dem Füllen der Flasche ein Kronenkorken 32 in bekailnter Weise aufgedrückt wird, (siehe auch Fig. i).
Bei anders gelagerter Ausführung des zwischengeschalteten erkzeuges 30 kann auf dem Flaschenhals 3a ein Schraubgewinde aufgebracht werden, so daß der Flascheninhalt durch eine Schraubkappe e 53 am unbeabsichtigten Entleeren gehindert wird.
Nach den vorliegenden Resultaten ist es gemäß der Erfindung also möglich, beispielsweise mit einer Vierzigfach-Fori und einer Sechszonenheizung ca. 40.000 Flaschenober- bzw, -unterteile in je einer Maschine p. Stunde herzustellen.
Es können also unbeschränkte Mengen solcher Flaschenober-und -unterteile leicht in einem vollautomatischen Arbeitsgang hergestellt werden. Die Teile sind in Kartons verpackt und gelangen so in die Großfüllstationen der Brauereien, Molkereien oder der Mineralwasserbetriebe. Bei der Weiterverarbeitung in diesen Großabfüllstationen ist dann lediglich eine Maschine erforderlich, die die Flaschenober-und Unterteile laufend zusammenschweißt. Dies geschieht erfindungsgemäß, wie angedeutet, zweckmäßig durch Ultr+-schallverschweißung. Wo jedoch, wie angedeutets eine andere Verbindungsart vorgezogen wird bzw. vorgezogen werden muß, ist diese mittels der flanschartig nach außenstehenden Randpartien der Flaschenteile ohne Schwierigkeit möglich Es ist selbstverständlich, daß die Flasche in bzw. aus verschiedenen Kunststoff-Rohmaterialien hergestellt werden kann. Zweckmäßig dürfte scjilagfestes Polystyrol sein, das gegen Stoß und Bruch weitgehend unempfindlich ist} jedenfalls entschieden unempfindlicher wie die bisherigen Glasflaschen. Natürlich könnte auch als Rohmaterial Hochdruckpolyäthylen od. dgl. Verwendet werden.
Möglich ist bei dieser Ausgestaltung der Flaschen auch eine farbkontrastier8nde Fertigung der Flaschenober- und -unterteile bzw. eine Ausführung z. B. mit transparenten oder gedeckten Flaschenteilen, so daß auch in dieser Beziehung die einscsllägige Inudstrie kaum mehr vor Schwierigkeiten steht.
Obiges Verfahren eignet sich natürlich auch zur Herstellung aller Arten unterschnittener Hohlkörper, wie beispielsweise Vasen od. dgl.
In der Fig. 4 ist noch eine neue Verpackungsart von Flaschen der vorerwähnten Art gezeigt. Infolge der flanschartig nach außen abstehenden Verbindungsränder lassen sich Flaschen in Grulipen von dreir fünf und deren mehr durch ein Profilband, Welches mit einer inseitigen Nut versehen ist, als Verpackungseinheit zusammenfassen. Die Nut des Ringbandes legt sich dabei dicht an die genannten Randwulste.
Das Profilband ist zweckmäßig aus thermoplastisch verformbaren Werkstoffen hergestellt und läßt sich an den Enden leicht miteinander zu einem geschlossenen Ring vereinigen.

Claims

Patent-( Sohutz-)Anspriiche 1. Verfahren zur Herstellung von Flaschen aus Kunststoff, geeignet zur Einfüllung jeglicher beliebigen Flüssigkeit, nach Zusatzpatent.......... (Anmeldung Sch 30*190 X/39a2), d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e daß mindestens zwei Teilhohlkörper je aus einer thermoplastischen Kunststoff-Folie vakuumgezogen, ausgestanzt und der Flaschenoberteil mit einer Einfüllöffnung versehen, die Teilhohlkörper, gegebenenfalls mittels eines Siebdruck- od> dgl. -einrichtung beschriftet bzw. bedrucks sodann gestempelt und darnach die beiden Teile hohlkörper an Ort und Stelle miteinander verbunden, eingefüllt und verschlossen werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ränder der Teilhohlkörper (Flaschenober- und -unterteil) als Verbindungsränder ausgebildet sind.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß für den Flasehenoberteil eine Folie als endloses Band nach Durchlaufen einer oder mehrerer Heizstationen plastifiziert wird, sodann einer vollautomatisch arbeitenden Vakuumziehmaschine mit nachgeschalteter Stanzeinrichtung mit Flaschenhalsöffnungseinrichtung, zum Anbringen einer Einfüllöffnung, einer Siebdruckanlage und einer Stapeleinrichtung zugeführt wird*
4. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekeilnzeiohnet, daß für den Flaschen unterteil desgleichen eine Folie als endloses Band nach Durchlaufen einer oder mehrerer Heizstationen plastifiziert wird, sodann einer vollautomatisch arbeitenden Vakuumziehmaschine mit nachgeschalteter Stanzeinrichtung, einer Siebdruckanlage und einer Stapeleinrichtung zugeführt wird.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehe nden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Stapel von Flaschenober- und -unterteil je in ein selbsttätig arbeitendes Abgabeaggregat eingebracht werden, aus welchem diese Teile sukzessive und intermittierend auf ein Transportband abgegeben und zu einer kompl. Flasche auteinandergestellt und anschließend an den Randpartien fest miteinander verbunden werden.

6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, Dadurch gekennzeichnet, da# die Verbindung der beiden Flaschenober- und -unterteile mittels Ultraschall- oder mittels iiochfrequenzverschweißung erfolgt.

7. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekeunzeichnett daß die Flaschen in Richtung des weiteren Fertigungsablaufes eingefüllt mit einem Verschließgerät verschlossen und ausgeworfen bzw. gegebenenfalls den Verpackungseinheiten zugeführt werden.

8. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnett daß die Flaschen nach dem Verbinden deren Ober- und Unterteile mittels eines Anformgerätes mit einem Randwulst oder mit einem Gewinde, zur Aufbringung z. B. eines Kronenkorkens bzw. eines Schraubverschlusses versehen werden.

9. Nach dem Verfahren gemäß Anspruch 1 hergestellter Flaschenbehälter, dadurch gekennzeichnet, daß er aus zwei miteinander verbundenen Teilhohlkörpern (Flaschenoberteil und Flaschenunterteil) besteht.

10. Hohlkörper bzw. Flasche nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Teilhohlkörper zusammengeschwei#t sind. ii. Hohlkörper nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer der beiden Teilhohlkörper mittels Siebdruckes beschriftet bzw. bebildert ist.

12. Hohlkörper nacn Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß er farblos oder farbig transparent oder gedeckt ausgebildet ist.

13. Hohlkörper nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeiehnet, daß die Teilhohlkörper an der Mantelfläche horizontale Randansätze als Stapelrand aufweisen.

14. Hohlkörper nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der Virbindungsrand als der Randansatz für die Stapelung zugleich einen Stabilisierungsrand darstelle n.

15. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einer Vakuumziehmaschine mit vorgeschalteten Heizaggregaten, sowie einer Stanzvorrichtung mit einem Flaschenhalstrennorgan und einer Stapeleinrichtung, zu deren Entnahme, einer Dosiereinrichtung zur sukzessiven Abgabe je eines der zusaimengehörigen Teilhohlkörper, einer Verschwei#einrichtung, einer Füllstation und einer Flaschenverschließeinrichtung besteht.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnets daß zwischen Schweißeinrichtung und der Füllstation alternativ ein Anforigerät für einen Randwulst oder für ein Schraubgewinde für einen mechanischen Flaschenverschluß (Kronenkorkei oder Schraubkappe) angeordnet ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß eine Siebdruckeinrichtung vorgesehen ist.

18. Vorrichtung nach Anspruch 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen den Einzelstationen durch Transportbänder od. dgl. hergestellt wird.

19. Vorrichtung nach Anspruch 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß für sämtl. Arbeitsvorgänge synchrongeschaltete Steuermittel vorgesehen sind.

20. Zu einem Verpackungssortiment zusammenfaßbare Flaschenmenge, dadurch gekennzeichnet, daß diese durch ein horizontales, zu einem geschlossenen Ring gestaltbares Profilband herstellbar ist.

21* Verpackungssortiment nach Anspruch 20, dadurch gekennzeicznet, daß das Profilband mit einer inseitigen Nut versehen list, in welches sich die Verbindungsränder des Flaschensortiments teilweise einlegen.