DE2237643A1

DE2237643A1 - Verfahren und vorrichtung zum herstellen eines kunststoffbehaelters

Info

Publication number: DE2237643A1
Application number: DE19722237643
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Naumann
Original assignee: PMD ENTWICKLUNGSWERK
Current assignee: PMD ENTWICKLUNGSWERK
Priority date: 1972-07-31
Filing date: 1972-07-31
Publication date: 1974-02-21
Also published as: FR2194539B1; FR2194539A1; CH554735A

Description

10 3 2 8

P MD

Entwicklungswerk für Kunststoff-Maschinen GmbH & Co. KG

7505 Ettlingen/Baden

Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines Kunststoffbehälters

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines mit einem besonders ausgeformten Behälterhals versehenen Behälters, insbesondere einer Flasche, aus einem plastifizieren Kunststoff-Schlauchabschnitt im Blasverfahren innerhalb einer Blasmaschine, vorzugsweise Blas- und Füllmaschine, mit einer geteilten Blasform und einem auf deren Formraummündung aufsetzenden Blasdorn, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens»

Bei der Herstellung von derart im Blasverfahren ausgeformten Kunststoffbehältern ist es erforderlich und üblich, daß der schlauch-

409808/QS61 - 2^

ORIGINAL INSPECTED

förmig extrudierte Kunststoffabschnitt mit relativ hoher Eigenwärme in die geteilte Blasform eingebracht wird. Nach deren Schließen setzt der Blasdorn unter Zwischenlage des oberen Endteiles des Schlauchabschnitts auf die Formraummündung mit erheblichem Druck auf, um den Schlauch festzuklemmen und den Formraum fest zu verschließen. Die Schlauchwandung bildet dabei gleichzeitig das Dichtungsmaterial, um während der Beaufschlagung des Blasdruckes einen Luftaustritt neben dem Blasdorn und damit eine unkontrollierte Druckminderung und folglich Ausfälle zu vermeiden.

Es wird allgemein angestrebt, wegen Materialersparnis und für die Minderung der unverrottbaren Abfallmengen die Behälterwandung extrem dünn auszuformen, was einige Kunststoffarten selbst unter Erhalt ausreichender Diffusionsdichte ermöglichen. Die Schwierigkeiten haben sich bei dem bekannten Blasverfahren daraus ergeben, daß das Kunststoffmaterial infolge seiner hohen Eigenwärme und seiner leichten Verformbarkeit an der Aufsatz stelle des Blasdorns durch dessen Aufsatzdruck auf eine gegenüber dem übrigen Wandmaterial wesentlich geringere Dicke gequetscht wird. Außerdem bewirkt die vom Blasdorn aufgenommene Wärme eine Ausdehnung des Dornwerkstoffes, wodurch zusätzlich Kunststoffmaterial aus dieser Aufsatzstelle verdrängt wird. Hierdurch tritt im Bereich des Behälterkopfes bzw. -halses eine so erhebliche Verdünnung der Behälterwand auf, daß deren besondere Ausformung oder Kalibrierung oftmals außerordentlich schwierig oder gar unmöglich ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einem neuen Herstellungsverfahren die unerwünschte teilweise Materialverdünnung im Kopfbereich des Behälters zu vermeiden und die Voraussetzungen -

A09808/0561

- 3 - ^x

für die Herstellung von extrem dünnwandigen Behältern mit besonderen Ausformungen bzw. Kalibrierungen des Behälterkopfes und/oder des Behälterhalses zu schaffen.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß unmittelbar nach dem Schließen der Blasform ein ringförmiger, im Bereich des Behälterhalses liegender Teil des eingebrachten Schlauchabschnitts durch eine diesen Schlauchteil auf der Außenseite ringförmig umgebende Vakuumanlage gegen eine den Behälterhals ausformende, wärmeableitende Formfläche der Blasform angesaugt und weitgehend abgekühlt wird und daß erst danach der Blasdorn unter Zwischenlage des abgekühlten Schlauchteiles auf diese Formfläche aufsetzt, zur Einleitung des Blas- und gegebenenfalj s Füllvorganges.

Hierdurch wird erreicht, daß zuerst der Behälterhals vor allem anderen ausgeformt und weitgehend gefestigt wird, umd daß erst danach der Blasdorn auf diesen Wandteil des Schlauchabschnitts aufsetzt, ohne dessen Form und Dicke zu beeinträchtigen.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders zum Herstellen von an sich bekannten, dünnwandigen, wieder verschließbaren Behältern geeignet. Eine weitere .Aufgabe ist daher die Weiterentwicklung dieses Verfahrens zur Herstellung eines solchen Flüssigkeitsbehälters mit einem geschlossen angeformten, leicht abtrennbaren und als Verschlußkappe auf den Behälterhals wieder aufsetzbaren Behälterkopf. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Abschnitt des ringförmigen, im Bereich des Behälterhalses liegenden Teiles des Schlauchabschnitts durch ein Vakuum in eine sich radial seitwärts erstreckende Formraum-Erweiterung einge-

4098Q8/Q561

saugt und zu einem Grifflappen zusammengepreßt wird, von dessen Ober- und Unterkante ausgehend zur Bildung eines banderolenförmigen Ausreißbandes in den Schlauchabschnitt zwei ringförmige, um den Behälterhals verlaufende Sollbruch-Kerben und neben dem Ausreißband beiderseitig ineinander rast-¹ bzw. verriegelbare Wandelemente eingeformt sind.

Hierdurch wird eine vorteilhafte Ausbildungsmöglichkeit eines an sich bekannten Behälterkopfes mit einer angeformten Verschlußkapsel erreicht, die ohne zusätzliche Hilfsmittel leicht und ohne eine die Behälterkopfform beeinträchtigende Manipulation vom Behälterrumpf abtrennbar ist.

Eine solche Öffnungsmanipulation durch ein Ausreißband ist seit langem bekannt. Es ist ferner, beispielsweise durch die schweizerische Patentschrift 294 261, bekannt, wieder verschließbare Kunststoff-Flaschen mit einer im Flaschenkopf angeformten Schraubkapsel herzustellen. Die Flaschen weisen unterhalb des als Schraubkapsel geformten Kopfteiles eine oder zwei eingeformte Sollbruchkerben und beiderseits davon Gewindegänge auf. Sie werden durch Ausreißen des Bandes oder unter Verwindungsbeanspruchung von Flaschenhals and -kopf durch Abdrehen und Brechen dieses Kopfteiles geöffnet und sollen durch Ein- bzw. Aufschrauben dieses Kopfteiles auf den Flaschenhals wieder verschließbar sein. Bei Flaschen, die im bisher üblichen Blasverfahren hergestellt sind, kann die Wandung in der Sollbruchlinie leicht zu dünn und gegenüber schon geringen Transportbelastungen nicht ausreichend widerstandsfähig sein, oder die Wandung ist in der Sollbruchlinie kaum dünner als die übrige Kopfwandung und daher im Verhältnis zu widerstandsfähig. Daraus ergeben sich in jedem Fall leicht Schwierigkeiten

Λ09808/0561

in der einwandfreien Verpackung oder in der Manipulation, die zu Ausfällen und Schaden für den Hersteller wie für den Verbraucher führen können. Bei einer nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Kunststoff-Flasche sind diese Schwierigkeiten weitgehend ausgeschaltet, weil die im übrigen dünne Behälterwandung lediglich im Bereich der Trennebene ausreichend dick und gut ausgeformt ist.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie ein nach diesem Verfahren hergestellter Behälter dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine schaubildliche Darstellung eines flaschenförmigen Kunststoffbehälters ;

Fig. 2 eine schaubildliche Darstellung der wesentlichen Teile einer Blas- und Füllmaschine mit schematisch dargestelltem Blaskopf und geteilter Blasform ; und

Fig. 3 einen Ausschnitt nach der Kreislinie A der Fig» 2-, in vergrößertem Maßstab.

In der Fig. 1 ist ein flaschenförmiger Behälter 10 dargestellt, der in einer im wesentlichen bekannten Blas- und Füllmaschine in einem Arbeitsgang aus einem Abschnitt eines in Plastifizierwärme befindlichen Kunststoffschlauches ausgeformt, mit einem flüssigen Füllgut gefüllt und geschlossen.worden ist. Der Behälterrumpf 11 läuft zu einem halsförmigen Abschnitt 12 aus., in dessen Wandung ein von zwei ringförmigen, parallel zueinander um den Behälterhals verlaufenden Sollbruchkerben 13 begrenztes

409803/0561

Ausreißband 14 eingeformt ist. Dieses Ausreißband läuft zu einem radial nach außen herausgeformten Grifflappen 15 aus, neben dem auf einer Seite eine weitere Sollbruchkerbe 16 in das Ausreißband eingeformt ist, die sich quer zwischen den beiden ringförmigen Sollbruchkerben 13 erstreckt. Oberhalb des Ausreißbandes ist der Behälter zu einem geschlossenen Kopf 17 geformt, der zugleich eine Verschließkapsel mit aus der Seitenwandung herausgeformten gewindeartigen Verriegelungselementen 18 bildet. Hierzu passende Gegenelemente 19 sind unterhalb des Ausreißbandes im Halsabschnitt 12 des Behälterrumpfcs aus dessen Wandung herausgeformt.

■In der Fig. 2 ist unterhalb eines Blaskopfes 20 der Blas-und Füllmaschine eine geteilte Blasform 21 angeordnet. Deren Blasformhälften sind in der Fig. 2 in ihrer offenen Stellung zur Aufnahme eines Abschnitts eines Kunststoffschlauches 22 dargestellt. Die Blasform hat einen Formraum 23, der im Bereich des Behälterbodens durch Schließkanten 24 dicht verschließbar und im Bereich des Behälterkopfes offen ist. Zum Schließen und Ausformen des Behälterkopfes dienen zwei auf den Blasformhälften gegeneinander verschiebbar angeordnete Kopfformbacken 25. Darüber sind zwei ebenfalls gegeneinander bewegbare Haltebacken 26 mit einer dem Kunststoffschlauch angepaßten und Saugkanäle aufweisenden Saugfläche angeordnet, mit der nach dem Schließen der Haltebacken bei gleichzeitigem Anlegen eines Vakuums ein vom Kunststoffstrang abgetrennter Schlauchabschnitt gehalten wird. Die Saugkanäle dieser Haltebacken sind über Vakuumschläuche 27 mit einer bekannten und deshalb nicht dargestellten Vakuumvorrichtung verbunden.

Die Fig. 3 zeigt einen Ausschnitt einer Blasformhälfte 21 und

409808/0561

einer Kopfformbacke 25 im Bereich von Behälterhals und -kopf gemäß der strichpunktierten Kreislinie A der Figo 2 in vergrößertem Maßstab. Beide Blasformhälften haben im Bereich der den Behälterhals formenden Formraum-Mündung eine halbring¹-förmige Formfläche 28 mit zwei in den Formraum 23 hineinragenden und parallel zueinander angeordneten Kerbleisten 29, mit denen die in der Fig. 1 dargestellten zwei Sollbruchkerben 13 eingeformt werden. Bei geschlossener Form bilden diese Formflächen 28 und die Kerbleisten 29 eine nahezu geschlossene Ringform, die lediglich an einer Stelle in einer der Formhälften durch eine sich radial seitwärts in die Formwand erstreckende Formraum-Erweiterung 30 unterbrochen ist. Innerhalb dieser Formräum-Erweiterung ist eine der radial verlaufenden Formwände von der Stoßfläche 31 eines in einer Ausnehmung der einen Formhälfte gelagerten Schiebers 32 · gebildet, der von einer nicht dargestellten Antriebsvorrichtung in seiner durch einen Pfeil angedeuteten Längsrichtung hin- und her bewegbar ist. Die dem Formraum zugekehrte Senkrechtkante 33 des Schiebers ist ebenfalls zu einer Kerbleiste ausgebildet, mit der die senkrechte Sollbruchkerbe 16 neben dem Grifflappen 15 (Fig. 1) ausgeformt wird.

Um die Formflächen 28 herum verläuft in beiden Formhälften ringförmig ein Saugkanal 34, von dem ein Ringspalt 35 ausgeht und aus der Formwand zwischen den ringförmigen Kerbleisten 29 und innerhalb der Formraum-Erweiterung 30 austritt» Der Saugkanal und dessen Ringspalt 35 sind über einen in Fig. 2 abgebrochen dargestellten Shhlauch 36 mit der bereits genannten Vakuumvorrichtung verbunden.

Dicht unterhalb der Formfläche 28 weisen die Formhälften 21 gewindeartig verlaufende Formelemente 37 zum Ausformen eines

409808/0561

verriegelbaren Wandelements am Behälterhals auf. Die oberhalb der Formfläche auf der Blasform verschiebbar gelagerten Kopfformbacken 25 haben ebenfalls gewindeartig verlaufende Formelemente 38 zum Ausformen eines auf den Behälterhals aufschraubbaren Verriegelungselements.

Die Wirkungsweise ist wie folgt: Nach dem Ausstoß eines ausreichend langen Abschnitts des Kunststoffschlauches 22 aus dem Blaskopf 20 schließen sich die Blasform 21 und die Vakuum-Haltebacken 26, während die Kopfformbacken 25 offen bleiben. Daraufhin werden die Haltebacken 26 wie auch die Behälterhals-Formfläche 28 der Blasform durch die Vakuum-Schläuche 27 und 36 und über die Kanäle 34 und 35 mit einem Vakuum beaufschlagt. Damit werden die jeweiligen Abschnitte des Schlauches an die beaufschlagten Halte- und Formflächen fest und an die angrenzende Formraumfläche und die Verriegelungselemente 37 zunehmend lose angelegt. Auch wird hierbei ein Wandabschnitt des Schlauches in die Formraum-Erweiterung 30 gezogen. Gleichzeitig wird der in die Blasform eingebrachte Schlauchabschnitt oberhalb der Vakuum-Haltebacken vom Kunststoffstrang abgetrennt.

Während einer anschließenden Verschiebebewegung der Form- und Halteteile 21, 25 und 26 von dem Blaskopf 20 weg bis unter einen bekannten und deshalb nicht dargestellten Blas- und Fülldorn wird der Schieber 32 in seine Schließstellung gegen die Fläche der gegenüberliegenden Formhälfte bewegt, in der dessen Stoßfläche 31 den in die Formraum-Erweiterung gezogenen Schlauchabschnitt zu einem Grifflappen 15 ( Fig. 1) zusammengedrückt.

Bis zum Aufsetzen des Blas- und Fülldornes auf die in der Blasform-Mündung befindliche Formfläche 28 ist der mit Hilfe des Vakuums zuvor an die Formwand angelegte S hlauchabschnitt bereits leicht

409808/0561

abgekühlt. Insofern bringt selbst eine dünne Schlauchwand dem Aufsatzdruck des Blas- und Fülldorns ausreichenden Widerstand entgegen und bietet eine noch gut elastische Abdichtung. Auch wird der Dorn nur noch unwesentlich erwärmt. Folglich bleibt die Dicke der Schlauchwand erhalten, so daß die riag-. förmigen Kerbleisten 29 die Schlauchwand mit Sicherheit nicht

entzweiquetschen, zumal sie durch ihre geschlossene Ringform eine zusätzliche Abdichtung bieten und damit eine Verringerung des Dorn-Aufsetzdruckes zulassen.

Das Blasen und Füllen des Behälters sowie dessen Ausformung erfolgt danach in bekannter Weise, wobei insbesondere für eine einwandfreie Kopfausformung sich die vorausgegangene leichte ■ Abkühlung des Behälterhalsabschnittes keineswegs nachteilig auswirkt. Die Form des Behälters kann beliebig sein. Ferner können die Verriegelungselemente in der Art eines Bajonettverschlusses oder auch als Rastwulste ausgebildet sein, die nach dem Ausreißen des Ausreißbandes 14 ( Fig. 1) nach bloßem Aufdrücken des als Verschlußkapsel ausgeformten Behälterkopfes ineinandergreifen. Auch kann der die Formraum-Erweiterung verengende Schieber 32 in beliebiger Richtung gegen den zusammenzuquetschenden Abschnitt des Kunststoffschlauches geführt sein.

10 3 2 8
28.JuIi 1972
f

-409808/0581

Claims

10 328

Patentansprüche

1. ,Verfahren zum Herstellten eines mit einem besonders ausgeformten Behälterhals versehenen Behälters, insbesondere einer Flasche, aus einem plastizifierten Kunststoff-Schlauchabschnitt im Blasverfahren innerhalb einer Blasmaschine, vorzugsweise Blas- und Füllmaschine, mit einer geteilten Blasform und einem auf deren Formraum-Mündung aufsetzenden Blasdorn, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar nach dem Schließen der Blasform (21) ein ringför niger, im Bereich des Behälterhalses liegender Teil des eingebrachten Schlauchabschnitts durch eine diesen Schlauchteil auf der Außenseite ringförmig umgebende Vakuumanlage (34, 35) gegen eine den Behälter· hals ausformende, wärmeableitende Formflache (28) der Blasform angesaugt und weitgehend abgekühlt wird, und daß erst dhach der Blasdorn unter Zwischenlage des abgekühlten Schlauchteils auf diese Formfläche aufsetzt, zur Einleitung des Blas- und gegebenenfalls des Füllvorganges.

2; Verfahren nach Anspruch 1, zum Herstellen eines flaschenförmigen Behälters mit einem geschlossen angeformten Kopf, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abschnitt des ringförmigen, im Bereich des Behälterhalses liegenden Teiles des Schlauchabschnitts durch ein Vakuum in eine sich radial seitwärts erstreckende Formraum-Erweiterung (30) eingesaugt und zu einem

- 11 -

/»09808/0561

Grifflappen (15) zusammengepreßt wird, von dessen Ober- und Unterkante ausgehend zur Bildung eines banderolenförmigen Ausreißbandes (14) in den Schlauchabschnitt zwei ringförmige, um den Behälterhals verlaufende Sollbruchkerben (13) und neben dem Ausreißband beiderseitig ineinander rast- bzw. verriegelbare Wandelemente (18,19) eingeformt sind.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Blasform (21) im Bereich der Formraum-Mündung eine etwa ringförmige, mindestens einen Teil des Behälterhalses ausformende Formfläche (28) aufweist, über die sich mindestens ein, die gesamte Formfläche beaufschlagender und mit einer Saugvorrichtung verbundener Kanal (34, 35) erstreckt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Blasform (21) im Bereich der Behälterhals-Formfläche (28) eine sich radial seitwärts in die Formwand erstreckende Formraum-Erweiterung (30) aufweist, innerhalb der mindestens eine radial verlaufende Formwand (31) von der Stoßfläche eines in seiner Längsrichtung hin- und her bewegbaren Schiebers (32) gebildet ist und von deren Ober- und Unterkanten ausgehend sich zwei ringförmige; etwa parallel zueinander angeordnete und in den Formraum ragende Kerbleisten (29) entlang der Behälterhals-Formfläche erstrecken, und daß zwischen diesen Kerbleisten und innerhalb der Formraum-Erweiterung der Saugkanal (34, 35) aus der Formwand austritt.

28. Juli 1972

409808/.0 561