DE2713048C3 - Verfahren zum Herstellen einer Hülse als Teil eines insbesondere zu Verpackungszwecken dienenden Behälters und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Verfahren zum Herstellen einer Hülse als Teil eines insbesondere zu Verpackungszwecken dienenden Behälters und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

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DE2713048C3
DE2713048C3 DE2713048A DE2713048A DE2713048C3 DE 2713048 C3 DE2713048 C3 DE 2713048C3 DE 2713048 A DE2713048 A DE 2713048A DE 2713048 A DE2713048 A DE 2713048A DE 2713048 C3 DE2713048 C3 DE 2713048C3
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Ingemar Wilhelm Malmoe Ohlsson (Schweden)
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Tetra Pak Developpement SA
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren der im Gattungsbegriff des Patentanspruches 1 genannten Gattung sowie eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 5.
Ein derartiges Verfahren sowie eine derartige Vorrichtung sind bereits bekannt (DE-OS 22 50 638 und 23 61038). Bei diesen bekannten Verfahren wird das vorauseilende Ende eines Blattes bzw. einer Bahn, aus den bzw. aus der die Hülse zu bilden ist, mittels Vakuum an einen Drehzylinder angelegt Beim Antrieb des Drehzylinders wird das Blatt bzw. die Bahn vorgezogen und an die Außenwand des Drehzylinders angelegt, bis das nachlaufende Ende des Blattes bzw. der Bahn zum Überlappen mit dem vorauseilenden Ende gelangt, worauf die Längsnahtbildung durch Versiegeln der sich überlappenden Blatt- bzw. Bahnteile mittels Versiegelungsbacken erfolgt Die Formung der Bahn zu einer zylindrischen Hülse wird daher durch Anlegen derselben an den als Formwerkzeug dienenden Drehzylinder erzielt. Abgesehen davon, daß das sichere Anlegen und Vorziehen der Bahn bzw. des Blattes durch Vakuum manchmal Schwierigkeiten bereitet, hat sich dieses Hülsen-Form-Verfahren vor allem deshalb als verbesserungswürdig ergeben, als das Abziehen der Hülse von dem als Formgebungswerkzeug dienenden Drehzylinder bzw. Dorn vielfach zu Schwierigkeiten führt. Dies ist höchst nachteilig, wenn auf raschem und einfachem Wege aus der Hülse andere Behälterteile maschinell hergestellt werden sollen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das vorbekannte Verfahren zu vereinfachen und zu verbessern, um Jie Hülsenformung mit einfachen Mitteln rasch durchführen zu können und auch die Möglichkeit zu bieten, die Weiterverarbeitung der Hülse zu anderen Gegenständen zu erleichtern.
Mit dem Verfahren und der Vorrichtung gemäß dem Patentanspruch 1 bzw. 5 gelingt die Lösung dieser Aufgabe. Da für das Blatt bzw. die Bahn thermoplastischer Kunststoff verwendet wird, der mindestens teilweise zumindest in Hülsenumfangsrichtung schrumpffilhig ist, und da die Bahn bzw. das Blatt vor dem Längsnahtbilden an derjenigen Seite, welche die Innenseite der Hülse bilden soll, erwärmt wird, deformiert, bzw, verformt sich die Bahn bzw. das Blatt unter mindestens teilweisem Schrumpfen solcher erwärmter Innenseitenbereiche mit der Tendenz zur Hülsenbildung,
Falls die erwünschte Hülsenform hierdurch noch nicht selbsttätig Vervollständigt wird, um die Längsnahtbildung vorzunehmen, ist es nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung zweckmäßig, die Bahn bzw.
das Blatt nach dem Innenseiienerwärmen durch einen die Hülsenformung im wesentlichen bestimmenden Rollengang zu führen. Dieser Rollengang hat dann die Aufgabe einer gerichteten Führung in der Deformationszone des Blattes bzw. der Bahn, damit dieses auch an der richtigen Stelle zur Längsnahtbildung gelangt
Für das Erwärmen in der Erwärmungszone sind gemäß der erfindungsgemäßen Vorrichtung Heizelemente in einer in Transportrichtung des Blattes bzw. der Bahn vor der Verformungszone angeordneten Erwärmungszone so angeordnet, daß diejenige Seite des Blattes bzw. der Bahn, weiche die Hülseninnenseite bilden soll, soweit erwärmt wird, daß der erwähnte Schrumpfvorgang stattfinden kann.
Als Blatt- bzw. Bahnmaterial wird zweckmäßigerweise Schaumstoff verwendet, der im wesentlichen aus einer Menge von geschlossenen Zellen besteht, die miteinander vereint sind und extrem dünne Wände haben. Wird solches .Material beispielsweise bereits beim Strangpressen einer Streckung ausgesetzt, so werden die ursprünglich kugeligen Zellen so gedehnt, daß sie eine längliche bzw. iinsenartige Form annehmen, die die Zellen auch dann beibehalten, wenn sich das Kunststoffmaterial nach Abkühlen stabilisiert Mit anderen Worten ist den Zellwänden bei der Streckung eine Orientierung in einer Vorzugsrichtung beigebracht worden. Wird es wieder erwärmt, dann schrumpft es, da sich die Zellwände zusammenziehen wollen und die Zellen bestrebt sind, ihre ursprüngliche sphärische bzw. kugelige Form wieder anzunehmen. Auch äußere homogene Kunststoffschichten können in Verbindung mit der Herstellung von Schichtstoffen eine ähnliche Orientierungsstreckung erhalten, d. h. daß auch solche homogene Kunststoffschichten die Tendenz bekommen, bei entsprechender Erwärmung in Orientierungsrichtung zu schrumpfen.
Ein solches Schrumpfverfahren ist an sich bereits aus den obengenannten Druckschriften bekannt, wird jedoch dort nur zu dem Zweck angewendet, die bereits fertige Hülse unter Verwendung von Innenformdornen in eine andere Form zu bringen, d. h. die Hülse auf Innendorne aufzuschrumpfen.
Weitere Ausbildungen und Verbesseiungen der Erfindung sind in Unteransprüchen beansprucht und werden anhand der folgenden Figurenbeschreibung näher erläutert. Darin zeigt
F i g. 1 eine Perspektivskizze einer Vorrichtung zur Herstellung von zirkularzylindrischen Teilen für Verpackungsbehälter,
Fig.2 einen Querschnitt A-A durch diese Vorrichtung und
F i g. 3 eine Vorrichtung zur Herstellung von zirkularzylindrischen Teilen für Verpackungsbehälter aus einer Verpackungsmaterialbahn.
In F i g. 1 ist eine Vorratsrolle 1 von bahnförmigem Verpackungsmaterial gezeigt Das Messerorgan 2 dient dazu, die Verpackungsmaterialbahn in Verpackungszuschnitte abzuschneiden. Das Mesoerorgan 2 wird durch einen Luftzylinder 3 betätigt und gegen einen Gegenhalter 4 bewegt Die abgetrennten Verpackungszuschnitte bzw. einzelnen Blätter 5 werden mit Hilfe der Klcmmstücke 7 einus rotierbaren Mitnehmerzylinders 6 am Zylinder 6 fixiert Zwischen den Vorschubrollen 8 werden die abgetrennten Blätter 5 durchgeführt Als Wärmeausstrahlkörper ausgebildete Heizelemente 9 strahlen Wärme en die Blätter 5 ab. Die Blätter 5 krümmen sich darin zu einer Art Zylinder 12, während Stützrollen 13 zur Erleichterung der Formungsbearbeitung und der Vorschubriemen als Förderband ίΟ zum Vorschub dienen. Das Förderband 10 wird durch ein Treibrad 11 angetrieben. Die inneren Stützrollen !3 sowie eine innere Druckrolle 18 sitzen an einer Konsole bzw. an einer Stange 14, und eine Anordnung 15 zur Zufuhr von Warmluft dient zum Versiegeln der überlappenden Kantenpartien 17 der gebildeten Zylinderteile IZ Die Anordnung 15 zur Bildung der Längsnaht hat einen Düsenteil 16, mit dessen Hilfe ein
ίο heißer Luftstrom an den Überlappungsbereich 17 geschickt wird.
Die Funktion der Vorrichtung wird wie folgt beschrieben:
Das Verpackungsmaterial, das vorzugsweise aus Polystyrolschaumstoff besteht, der an einer oder beiden Seiten einen homogenen, dünnen Kunststoffschichtbelag aufweist, beispielsweise aus Polystyrol, Polyäthylen oder dergleichen, wird in Richtung des gezeigten Pfeiles von der Vorratsrolle 1 abgerollt und in axialer Richtung zur Mitnehmerrolle 6 vorgeschoben, wonach, wenn eine erforderliche Länge Verpackungsmaterial vorgeschoben wurden ist, ein Stück der vurgcsuiosenen Bahn das Blatt 5 mit Hilfe des durch den Luftzylinder 3 betätigten Messerorganes 2 abgetrennt wird. Im vorliegenden Fall wird vorausgesetzt, daß die hauptsächliche OnentierungsKchtung der von der Vorratsrolle 1 abgerollten Bahn in Längsrichtung der Bahn verläuft, was bedeutet, daß die abgetrennten Verpackungszuschnitte in einer rechtwinklig zur Vorzugsrichtung der Orientierung verlaufenden Richtung durch die Anordnung vorgeschoben werden.
Das abgetrennte Blatt 5 wird mit Hilfe von der Mitnehmerrolle 6 angebrachten Klemmstücken 7 aufgefangen und von der Mitnehmerrolle 6 zwischen den Vorschubrollen 8 eingeführt, von denen eine oder einige durch hier nicht gezeigte Anordnungen angetrieben werden. Durch elektrisch beheizte Heizelemente 9 wird die eine Seite des Blattes 5 erhitzt, wenn sie an den stangenartigen Heizelementen 9 vorbeigeianger
Dadurch wird die erwärmte Seite 7um Schrumpfen in Vorzugsrichtung der Orientierung gebracht, wobei das plane Blatt 5 die Tendenz bekommt, Zylinderform anzunehmen. Diese spontane Formung zum Zylinder 12, die Schrumpfdeformation genannt wird, wird mit Hilfe von inneren und äußeren Stützrollen 13 gesteuert, durch die Form und Dimension der geschrumpften Blätter 5 genau kalibriert werden können. Wenn die Zuschnitte bzw. Blätter 5 von der flachen zur Zylinderform übergehen, können sie nicht länger mit Hilfe der Vorschubrollen 8 vorgeschoben werden, sondern der Transport erfolgt statt dessen durch einen endlosen Riemen, das Förderband 10, das über ein Umlenk· oder Treibrad 11 läuft und von diesem angetrieben wird.
Pie erwähnten inneren Stützrollen 13 sind an einer Stange angebracht, die an einer Konsole sitzt Diese Stange 14 verläu'i im Prinzip koaxial in den gebildeten Zylinderteilen 12. Wenn den Blättern 5 der gewünschte Durchmesser gegeben worden ist, werden die überlappenden Längsrinder 17, oder zumindest ihre zueinander gewendeten Seilen durch Warmluft erhitzt, die mit Hilfe YQm Längsnahtbildungsorgan 15 durch die Düse 16 ausgebläsen wird. Die auf Versiegelungstesnperatur erhitzten, zueinander gewendeten Seitun der überlappenden Längsräder 17 werden mit Hilfe von Druckrol-
Jen 18 zusammengepreßt, von denen die innere an der erwähnten Konsole 14 bzw. Stange angeordnet ist wobei die überlappenden Teile der Längsräder 17 zur Bildung eines zylindrischen Behälterteiles der Hülse 19
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in einer dichten und festen Naht verbunden sind.
Aus dem in F i g. 2 gezeigten Querschnitt A-A und der in F i g. 1 dargestellten Vorrichtung geht die Lage der inneren und äußeren Stützrollen 13 sowie des Vorschubriemens bzw. Förderbandes 10 hervor. Ferner sind die Druckrollen 18 zürn Zusammenpressen der überlappenden Längsräder 17 des Blattes 5 gezeigt.
Die inneren Stützrollen 13 sind auf nicht gezeigten Armen gelagert, die mit der Stange 14 verbunden sind, während die äußeren Stützrollen 13 in beliebiger Weise im Fundament der Vorrichtung gelagert sind.
Zur in Fig.3 dargestellten etwas modifizierten Vorrichtung gehört eine Vorratsrolle 1, von der eine plane Bahn 20 Verpackungsmaterial abgerollt wird. In disem Falle wird angenommen, daß das Verpackungsmaterial, wie im vorigen Falle, aus orientiertem Schaumstoff besteht, daß das Material aber biaxial
Orientierung hat, die quer zur Vorschubrichtung der Bahn 20 verläuft. Wie im bereits beschriebenen Falle wird die Bahn 20 mit Hilfe von Vorschubrollen vorgeschoben und die eine Seite der Bahn 20 durch Heizelemente 9, die Wärmestrahlkörper, so erhitzt, daß die Innenseite der Bahn 20 zum Schrumpfen gebracht wird. Wie auch im bereits beschriebenen Falle erfolgt die Formung der Bahn 20 zu einem zylindrischen Tubus mit Hilfe von äußeren und inneren Stützrollen 13, die hier nur angedeutet sind. Durch das Schrumpfen der Bahn 20 und deren Führung mit Hilfe der Stützrollen 13 wird die plane Bahn zur Bildung eines zirkularzylindrischen Tubus gebracht, wobei sich die Längsränder der Bahn 20 überlappen und im Überlappungsbereich durch das Längsnahtversiegelungsorgan 15 erhitzt werden, indem heiße Luft durch ihre Düse 16 an den Überlappungsbereich angeblasen wird. In bereits beschriebener Weise wird der bis zur Versiegelungstemperatur erhitzte Überlappungsbereich mit Hilfe von Druckrollen 18 zur Bildung eines Tubus 22 mit dem im hier gezeigten Falle zirkularzylindrischen Querschnitt zusammengepreßt. Mit Hilfe einer hier nicht näher beschriebenen Abschneideanordnung 21 wird der Tubus 22 in zylindrische Verpackungsbehälterkörper, die Hülsen 19, abgeteilt, die zu fertigen Verpackungsbehältern weiterverarbeitet werden können.
Hier ist nur gezeigt und beschrieben worden, wie man Verpackungsbehältefköfper mit zirkularzyliridrischem Querschnitt herstellt, es ist aber erwiesen, daß sich auch Hülsen mit ellyptischem oder mit rechteckigem und insbesondere quadratischem Querschnitt sehr gut herstellen lassen, dann aber mit abgerundeten Eckteilen. Wünscht man Verpackungsbehälterkörper 19 mit rechteckigem bzw. quadratischem Querschnitt, so werden die Heizelemente 9 so angeordnet, daß sie nur schmale Zonen in Vorschubrichtung der Verpackungsmaterialzuschnitte oder Verpackungsmaterialbahn erhitzen, wobei das Material innerhalb der erwähnten Zonen schrumpft, während die dazwischenliegenden Zonen keiner Schrumpfdeformation ausgesetzt sind.
Falls man somit vier parallele Heizelemente 9 in gleichem Abstand zueinander anbringt und diese so anordnet, daß nur schmale Zonen der Zuschnitte bzw. Bahn der Wärmewirkung ausgesetzt werden, so ergibt dies einen Zylinder mit quadratischem Querschnitt, jedoch mit abgerundeten Eckteilen.
Außer der Erwärmung mit Hilfe von Wärmestrahlkörpern ist die Benutzung von Heißluft möglich, auch wenn es erwiesen ist, daß die Erhitzung durch Strahlkörper gleichmäßiger und effektiver wird.
Die Herstellung der zylindrirchen Hülsen 19 bzw. Behälterkörperteile stellt eine Teilbearbeitung des Verpackungsmaterials dar; sie können danach weiter bearbeitet werden, um den schließlichen Verpackungsbehälter zu erlangen. Bei dieser Abschlußbearbeitung
werden z. B. Endflansche der Hülsen 19 durch Einschrumpfung der Ränder hergestellt und Endwände an den erwähnten eingeschrumpften Flanschen angebracht.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (12)

Patentansprüche:
1. Verfahren zum Herstellen einer Hülse als Teil eines insbesondere zu Verpackungszwecken dienenden Behälters, bei dem ein Blatt bzw. eine Bahn aus thermoplastischem Kunststoff, der mindestens teilweise zumindest in Hülsenumfangsrichtung schrumpffähig ist, in die Hülsenform gebogen wird und bei dem die sich überlappenden bzw. zusammenstoßenden Blatt- bzw. Bahnenden zur Bildung einer Längsnaht verbunden werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahn bzw. das Blatt (5) vor dem Längsnahtbilden an derjenigen Seite, welche die Innenseite der Hülse (19) bilden soll, so erwärmt wird, daß sich die Bahn bzw. das Blatt (5) unter mindestens teilweisem Schrumpfen solcher erwärmter Innenseitenbereiche mit der Tendenz joir Hülsenbildung deformiert bzw. verformt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, diö die Bahn bzw. das Blatt (5) nach dem Innenseiteiierwärmen durch einen die Hülsenformung im wesentlichen bestimmenden Rollengang geführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Blatt (5) quer zur Vorzugsrichtung seiner Schrumpffähigkeit zuerst durch eine Erwärmungszone, danach durch eine Deformations- bzw. Verformungszone und schließlich durch eine Längsnahtbildungszone befördert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Bahn mit quer zu ihrer Längsrichtung veriaufendi ,i Richtung ihrer Schrumpffähigkeit in Bahnlängsrichtung zuerst durch eine Erwärmungszone, danach durch eine Deformations- bzw. Verformungszone und schließlich durch eine Längsnahtbildungszone befördert wird.
5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit Vorschuborganen zum Transport der Bahn bzw. Blattes zu einer Verformungszone, in der das Formen zu der Hülse stattfindet, und mit Längsnahtbildungsorganen, welche die Hülsenlängsnaht herstellen, dadurch gekennzeichnet, daß Heizelemente (9) in einer in Transportrichtung des Blattes (5) bzw. Bahn vor der Verformungszone angeordneten Erwärmungszone zum Erwärmen derjenigen Seite des Blattes (5) bzw. der Bahn vorgesehen sind, welche für die Hülseninnenseite bestimmt ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizelemente (9) zur Bildung von Hülsen mit im wesentlichen rechteckförmigen Querschnitt so angeordnet sind, daß sie nur schmale Zonen der Blätter (5) bzw. der Bahn erhitzen.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizelemente (9) Infrarotstrahler sind.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5—7, dadurch gekennzeichnet, daß als Vorschuborgane Stützrollen (13) und ein Förderband (10) dienen, das an derjenigen Seite des Blattes (5) angreift, das für die Hülsenaußenseite bestimmt ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5—8, dadurch gekennzeichnet, daß Stützrollen (lä) als Mittel zur Hülsenformung dienen.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß sov/ohl an der Hülseninnenseite
als auch an der Hülsenaußenseite Stützrollen (13) angreifen.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 — 10, dadurch gekennzeichnet, daß Druckrollen (18) zum Zusammenpressen erwärmter Längsnahtbereiche dienen.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8—11, dadurch gekennzeichnet, daß die innerhalb der Hülse (19) mit ihren Achsen quer zur Bl; tt- bzw. Bahntransportrichtung angeordneten Druck- (18) und Stützrollen (13) an einer Stange (14) befestigt sind, die sich im wesentlichen koaxial innerhalb der Hülse (19) hinzieht
DE2713048A 1976-03-31 1977-03-24 Verfahren zum Herstellen einer Hülse als Teil eines insbesondere zu Verpackungszwecken dienenden Behälters und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens Expired DE2713048C3 (de)

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CH402076A CH611833A5 (de) 1976-03-31 1976-03-31

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