CH467144A - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen flaschenartiger Behälter aus Kunststoff - Google Patents

Description

  
 



  Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen flaschenartiger Behälter aus Kunststoff
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von Behältern mit verengtem Öffnungsquerschnitt aus als Folie zugeführtem thermoplastischen Kunststoff, nach dem jeweils ein durch Wärme plastifiziertes Folienteil mittels eines Streckstempels trichterförmig vorgestreckt und darauf gegen den Mantel des Streckstempels verengt wird.



   Nach einem bekannten Verfahren dieser Art wird die trichterförmig vorgestreckte Folie mit Hilfe von Druckluft gegen den Mantel des als Formkern dienenden   Streckstempels    gedrückt. Während dieses Vorgangs ist der Streckstempelmantel, der aus seinem Schlauch aus Gummi besteht, durch Druckluft tonnenförmig aufgebläht. Wenn sich die verformte Folie durch Abkühlen verfestigt hat, wird der Überdruck aus dem Formkern entfernt und dieser aus dem gefertigten Behälter herausgezogen.

   Da nach diesem Verfahren eine verhältnismässig grosse Fläche des plattenförmigen Ausgangsmaterials tiefgezogen wird, lassen sich zwar Flaschen mit grosser Tiefe und im Verhältnis dazu noch kleinem Öffnungsquerschnitt herstellen; nachteilig ist jedoch hierbei, dass sich die Gestalt und das Fassungsvolumen der gefertigten Flaschen laufend je nach praktisch unvermeidbaren Schwankungen in den aufgewendeten Drücken ändern.



  Ferner ist es nicht möglich, den Flaschenkopf mit einer genauen Passung zum Befestigen eines Verschlusses zu formen.



   Diese Nachteile werden zwar vermieden, wenn die vorgestreckte Folie in eine starre teilbare Hohlform aufgebläht wird. Nachteilig bei diesem Verfahren ist jedoch, dass nur Flaschen mit einer zur Tiefe verhältnismässig weiten Öffnung hergestellt werden können.



   Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Herstellen von Behältern mit enger Öffnungsweite und verhältnismässig grosser Tiefe sowie genau tolerierter Gestalt aus flachen Folien zu schaffen.



   Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, dass nach dem Vorstrecken der Folie gegen den Mantel des Streckstempels eine Hohlform mit engem Halsquerschnitt um den vorgeformten Folienteil geschlossen und dieser anschliessend gegen die Innenwand der Hohlform aufgebläht wird.



   Nach dem erfindungsgemässen Verfahren lassen sich Behälter, wie Flaschen, mit geringem Verbrauch an Material sehr wirtschaftlich herstellen. Dazu kommt noch, dass durch das Verengen der Mündung die Wand in diesem Bereich stärker ist als im Bereich des Bauches, so dass die Flasche, die infolge ihrer gleichmässig dünnen Wand im Bereich ihres Bauches ein geringes Gewicht hat, zum dichten Befestigen eines Verschlussteils, beispielsweise einer Schnapp- oder Schraubkappe, gute Festigkeit und Formsteifigkeit bietet.



   Eine Vorrichtung zum Durchführen des erfindungsgemässen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass der zum Zuführen von Druckmittel hohle und mit Austrittsöffnungen versehene sowie mit einer Druck  mittelquelle    über ein Ventil verbundene Streckstempel ausserdem mit einer Unterdruckquelle verbunden ist.



   Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemässen Vorrichtung ist der Halsquerschnitt der den Streckstempel umgebenden Hohlform wenig grösser ist als der Querschnitt des Streckstempels einschliesslich der Dicke der Wand des fertigen Behälters an dieser Stelle.



   Bei einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemässen Vorrichtung ist zum Verengen der Folie um den Streckstempel ein beheizter, aus mehreren Teilen zusammengesetzter Rahmen angeordnet, dessen Teile gegen den Streckstempel beweglich sind.



   Das Verfahren und die Vorrichtung nach der Erfindung werden anhand einer Zeichnung im folgenden näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine vereinfachte Darstellung einer Vorrichtung zum Herstellen von Flaschen,  
Fig. 2 bis 5 die Verformungseinrichtung der Vorrichtung nach Fig. 1 in verschiedenen Verfahrensstufen in gegen Fig. 1 grösserem Masstab,
Fig. 6 und 7 eine Vorrichtung zum Verengen des Öffnungsquerschnitts einer trichterförmig gezogenen Folie in Draufsicht in zwei verschiedenen Stellungen und
Fig. 8 und 9 eine weitere Verengungsvorrichtung in Draufsicht in zwei verschiedenen Stellungen.



   An einer schrittweise weitergeschalteten Fördereinrichtung 10 sind hintereinander eine Zuführstation 1, eine Heizstation 2, eine Formstation 3 und weitere Bearbeitungsstationen in gleichen Abständen angeordnet. Im Abstand der Stationen hat die Fördereinrichtung mit einem Durchbruch 11 versehene Tragplatten 12, denen in der Zuführstation 1 je ein Folienabschnitt a übergeben wird. Der Folienabschnitt a wird von einer Vorratsrolle b aus thermoplastischer Folie abgezogen und abgetrennt. In Station 2 ist über der Fördereinrichtung 10 ein Wärmestrahler 13, der den von den Tragplatten 12 zugeführten Folienabschnitt a während des Stillstands der Fördereinrichtung 10 auf Verformungstemperatur erwärmt.

   Ebenfalls über der Fördereinrichtung 10 ist in der Station 3 ein gegen die Tragplatten 12 heb- und senkbarer Niederhalter 14 angeordnet, der während des Verformens eines Folienabschnitts a dessen Rand auf die Oberseite der Tragplatte 12 drückt. Mittig im Niederhalter 14 ist ein zylindrischer Streckstempel 15 unabhängig von der Bewegung des Niederhalters 14 heb- und senkbar dicht geführt.



  Sein Durchmesser beträgt weniger als die Hälfte des Durchbruchs 11 der Tragplatten 12. Bis kurz vor sein unteres Ende verläuft eine mittige Sackbohrung 16, in die im unteren Teil Radialbohrungen 17 münden. Eine Leitung 18 verbindet die Sackbohrung 16 mit einem Vierwegeventil 19, das die Sackbohrung 16 wechselweise an die Aussenluft 24, an eine Druckgas- oder Druckluftquelle 20 oder an eine Vakuumquelle 21 anschliesst.



  Unterhalb der Fördereinrichtung 10 und des Niederhalters 14 befindet sich in Station 3 ausserdem eine Hohlform 22, 23, die quer zur Förderrichtung 10 der Fördereinrichtung 10 geteilt ist. Der Hohlraum der Hohlform 22, 23 hat die Gestalt einer Flasche mit Hals und Kragen. Die lichte Weite des Halses, der im Oberteil der Hohlform liegt, ist wenig grösser als der Durchmesser des zylindrischen Streckstempels 15 einschliesslich der Dicke der Wand der fertigen Flasche. Die Teile 22 und 23 der Hohlform liegen in Ruhelage voneinander entfernt. An die Form station 3 schliessen sich noch weitere, nicht dargestellte Stationen zum Füllen, Verschliessen, Entnehmen oder sonstigen Behandeln der Flasche an.



   Die Flaschen werden auf folgende Weise geformt:
Sobald eine Tragplatte 12 einen plastifizierten Fo  lienabsclinitt    a in die Formstation 3 gebracht hat, senkt sich der Niederhalter 14 und verspannt den Rand des Folienabschnitts a mit der Tragplatte 12 (Fig. 2). Darauf wird der Streckstempel 15 nach unten bis kurz vor den Boden der geöffneten Hohlform 22, 23 bewegt, so dass seine untere Stirnseite, auf der Mitte des Folienabschnitts a aufliegend, diesen trichterförmig durch den Durchbruch 11 der Tragplatte 12 zieht und verformt (Fig. 3). Dabei wird das innerhalb der Einspannringfläche befindliche Folienmaterial nahezu gleichmässig verstreckt.

   Anschliessend verbindet das Ventil 19 die Leitung   18,    die Bohrung 16 und die Radialbohrungen 17 im Streckstempel 15 mit der Vakuumquelle 21, so dass der trichterförmig vorgeformte Folienteil durch Unterdruck gegen den zylindrischen Mantel am Umfang des Streckstempels 15 gezogen wird (Fig. 4). Darauf werden die beiden Hohlformhälften 22, 23 gegeneinanderbewegt, wobei sich deren enger Halsteil leicht gegen die am Streckstempel 15 anliegende Folie legt. Durch nochmaliges Umschalten des Ventils 19 wird der wirksame Unterdruck abgestellt und statt dessen Druclduft in die Bohrungen 16 und 17 geleitet, so dass der zylindrische Verformling aufgebläht wird und seine Wandung sich gegen die Innenwand der Hohlform 22, 23 anlegt   (Fig.    5).

   Nach Erstarren der Wandung durch Abkühlen wird die Hohlform 22, 23 wieder geöffnet und die geformte Flasche c, die noch am Kragen mit dem Abfallbutzen verbunden ist, durch einen Schaltschritt der Fördereinrichtung 10 in die nächste Bearbeitungsstation überführt. Schliesslich wird auch der Butzen vom Kragen der Flasche getrennt.



   Um ein vorzeitiges Erstarren der Folie zu vermeiden, werden der Niederhalter 14, der Streckstempel 15 und die Tragplatte 12 in an sich bekannter Weise beheizt.



   Um dem Bilden von Längsfalten beim Verengen der trichterförmig gezogenen Folie   entgegenzuwirken,    ist es   zweclcniässig,    den Vorformling während dieses Vorgangs noch weiter tiefzuziehen. Ein übermässig grosses Stauchen der Folienwand wird dadurch vermieden.



   In vielen Fällen genügt es, nur den oberen, weiten Teil des trichterförmigen Vorformlings, den Halsbereich des späteren Behälters, zu verengen. Zu diesem Zweck eignen sich nach dem Prinzip der Irisblende aufgebaute Vorrichtungen, wie sie beispielsweise die Fig. 6 bis 9 zeigen. Die Verengungsvorrichtung nach Fig. 6 und 7 hat in einer gemeinsamen Ebene acht Lamellen 25, die um je eine feste Achse 26 drehbar sind. An den äusseren Enden nach oben abstehende Zapfen 27 ragen in radiale Langlöcher 28 eines Ringes 29, so dass beim Verdrehen dieses Ringes 29 die Lamellen 25 verschwenkt werden.



   Die Verengungsvorrichtung wird auf Station 3 unterhalb der Fördereinrichtung 10 so angeordnet, dass der Streckstempel 15 den jeweiligen Folienabschnitt a auch durch die weit geöffnete Irisblende hindurchzieht. Danach werden die Lamellen 25 so verschwenkt, dass die Öffnung der Blende sich verkleinert, wobei der anliegende Ringbereich des Vorformlings gegen den Streckstempel 15 verengt wird.



   Zum Verengen des Vorformling kann eine in gleicher Weise wie oben angeführt angeordnete Verengungsvorrichtung mit vier rahmenartig angeordneten Schiebelamellen 30 verwendet werden. Die Schiebelamellen 30 liegen in einer Ebene jeweils eine mit einer Schmalseite gegen die Innenseite der anderen an, so dass bei auseinandergezogenen Lamellen eine grosse Öffnung (Fig. 8) vorhanden ist, die sich durch radial-tangentiales Verschieben der Lamellen 30 in bezug zum Streckstempel 15 in Pfeilrichtung 31 verkleinert. An ihrem vorderen inneren Ende weisen die Schiebelamellen 30 einen Fuss 32 mit einem nach innen gerichteten Viertel eines Kreisbogens auf. Dadurch hat die Blende bei grosser Öffnung einen quadratischen Querschnitt mit ausgerundeten   Zecken    und bei kleiner Öffnung einen Kreisquerschnitt.



   Ergänzend wird bemerkt, dass zum Verengen des Verformlings noch weitere Vorrichtungen verwendet werden können, bei denen radial verschiebbare Segmente einen Ring oder Rahmen mit veränderlichem Öffnungsquerschnitt bilden. Auch ist zu dem obigen Zweck ein in radialer Richtung an seinem Umfang mehrfach  aufgehängter Wurmfederring denkbar, dessen Aufhängungspunkte radial auseinandergezogen und zusammenbewegt werden. Endlich ist es auch möglich, den   Vorformling    durch ein Druckgas von aussen gegen den Streckstempel zu drücken.



   Die Teile der Verengungsvorrichtung sind, soweit sie mit der warmen, plastischen Folie in Berührung kommen, je nach Wärmebedarf beheizt.   

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCHE I. Verfahren zum Herstellen von Behältern mit verengtem Öffnungsquerschnitt aus als Folie zugeführtem thermoplastischen Kunststoff, nach dem jeweils ein durch Wärme plastifiziertes Folienteil mittels eines Streckstempels trichterförmig vorgestreckt und darauf gegen den Mantel des Streckstempels verengt wird, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Vorstrecken der Folie gegen den Mantel des Streckstempels (15) eine Hohlform (22, 23) mit engem Halsquerschnitt um den vorgeformten Folienteil geschlossen und dieser anschliessend gegen die Innenwand der Hohlform aufgebläht wird.

   II. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass der zum Zuführen von Druckmittel hohle und mit Austrittsöffnungen (17) versehene sowie mit einer Druckmittelquelle (20) über ein Ventil verbundene Streckstempel (15) ausserdem mit einer Unterdruckquelle (21) verbunden ist.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgestreckte Folie während des Verengens weiter tiefgestreckt wird.

   2. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass der Streckstempel (15) über ein Vierwegeventil (19) mit der Druckmittelquelle (20), der Unterdruckquelle (21) und mit der Aussenluft (24) verbindbar ist.

   3. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass der Halsquerschnitt der den Streckstempel (15) umgebenden Hohlform (22, 23) wenig grösser ist als der Querschnitt des Streckstempels einschliesslich der Dicke der Wand des fertigen Behälters an dieser Stelle.

   4. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass zum Verengen der Folie um den Streckstempel (15) ein beheizter, aus mehreren Teilen zusammengesetzter Rahmen angeordnet ist, dessen Teile gegen den Streckstempel beweglich sind 5. Vorrichtung nach Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen im Bereich des späteren Behälterkopfes oder -halses an der Folie angreift.

   6. Vorrichtung nach Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen aus einem Wurmfederring besteht, der in bezug zum Streckstempel (15) in radialer Richtung an seinem Umfang mehrfach aufgehängt und auseinanderziehbar ist.

   7. Vorrichtung nach Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Teile gegen den Streckstempel (15) radial oder radialtangential verschiebbar sind.

   8. Vorrichtung nach Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Teile als nach dem Prinzip der Irisblende bewegbare Schiebelamellen ausgebildet sind.

   9. Vorrichtung nach Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Teile als Drehlamellen ausgebildet sind.