DE2034154C2

DE2034154C2 - Einrichtung zum Herstellen von oben offenen Behältern mit Verbundwänden

Info

Publication number: DE2034154C2
Application number: DE2034154A
Authority: DE
Inventors: Jean R. Paris Nasica
Original assignee: Intercan SA
Current assignee: Erca SA
Priority date: 1969-07-09
Filing date: 1970-07-09
Publication date: 1983-02-17
Also published as: CH514475A; FR2051643B1; DE2034154A1; GB1321289A; FR2051643A1; US3765976A

Description

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Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Hersfel

len von oben offenen Behältern mit Verbundwänden aus einem Verstärkungsmaterial-Zuschnitt und einer innenseitig angebrachten thermoplastischen Folie der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Gattung.

Aus der GB-PS 1043 215 ist eine derartige Einrichtung zum Herstellen von viereckigen, mit einer durchgehenden Innenfolie ausgekleideten Schachteln aus Papier, Pappe od. dgL bekannt, bei welcher die vorgeschnittenen Papier- oder Pappezuschnitte von einer Rolle abgezogen und in eine Einlegeposition über einer Hohlförm und unter einem Einlegestempel gefördert werden. Der normalerweise oberhalb der Zuschnitte angeordnete Einlegestempel fährt nach unten und drückt dabei den Blechzuschnitt in die auf einem Endlosförderer befestigte Hohlförm hinein. Nach diesem Einlegevorgang wird der gefaltete Behälter zusammen mit der Hohlförm in eine Formstation transportiert, in welcher die gefaltete Schachtel innen durch einen Tiefziehvorgang mit einer von einer Bahn abgezogenen Kunststoffolie ausgekleidet wird. Durch die Verwendung der auf einem Endlosförderer befestigten einzelnen Hohlformen können sich Schwierigkeiten bezüglich einer genauen Positionierung der von der gesonderten Rolle abgezogenen Schachtelzuschnitte in den jeweiligen Hohlformen ergeben. Ferner ist die Durchsatzleistung dieser bekannten Einrichtung ungenügend, weil jeweils nur eine einzige Hohlförm in den verschiedenen Stationen bearbeitet wird und weil ferner das Einlegen der Papier- bzw. Pappezuschnitte und das Einformen der Kunststoffolie in örtlich getrennten Stationen erfolgt So können sich beispielsweise die von dem Stempel in die Hohlform hineingedrückten und dabei zu den Schachteln gefalteten Zuschnitte beim Herausfahren der Stempel aufgrund von Reibungskräften verschieben oder sie können sich während des Weitertransportes zur Formstation in gewissem Maße von der Hohlförm lösen, da eine zwangsweise Festlegung der Zuschnitte in der Hohlförm nicht erfolgt

Ferner ist aus der DE-PS 10 3t> 153 eine Vorrichtung zum Herstellen von Flachpackungen bekannt, bei welcher die Packungen in Matrizen durch Einziehen von vorher geschnittenen Streifen und ggf. anschließendem Erwärmen geformt werden. Zuschnitte der Flachpakkungen aus einem thermoplastischem Werkstoff oder einem damit beschichteten Papier werden in Form einer zusammenhängenden vorgestanzten Bahn von einer Rolle abgezogen. Den in Querreihen nebeneinander auf einem Endlosförderer angeordneten Hohlformen sind entsprechende ortsfeste Formstempel zum Eindrücken des Verpackungsmaterials in die Formkörper zugeordnet, die aus einem Hauptteil und einem unter der Bodenfläche des Hauptteils vorstehenden Teil zur Festlegung der Werkstoffbahn vor dem Eindrückvorgang bestehen. Mit dieser bekannten Vorrichtung ist das gesonderte Einbringen von Verstärkungsstreifen in die Matrizen sowie auch das anschließende Anformen einer thermoplastischen Folie in die vorgeformten Behälter nicht möglich. Da der Innenraum der Behälter nicht durchgehend mit einem dichten Folienmaterial beschichtet ist, sind diese Behälter undicht und zur Aufnahme von fließfähigen Produkten nicht geeignet.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung der eingangs genannten Gattung dahingehend zu verbessern, daß eine äußerst genaue Positionierung der Verstärkungs-Zuschnitte in der Hohlform trotz hoher Durchsatzleistungen erreicht wird.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden

Merkmale des Paten Anspruchs 1 gelöst,

Die angestrebte Erhöhung der Purchsateleistung wird dadurch erreicht, daß mehrere 5n Querreihen nebeneinander angeordnete Höhlformen vorgesehen sind, die in horizontaler Richtung ortsfest und lediglich s senkrecht zur Ebene der Folienbahn bewegt werden. Die angestrebte Positioniergenauigkeit der Verstärkungszuschnitte wird dadurch erreicht, daß jeder Zuschnitt durch die als Saugfläche fungierende Stirnfläche des Stempels während des Einlege- und Faltvor- gangs durch Hochfahren der Formwände sicher festgehalten wird. Ferner trägt zur genauen Positionie- · rung auch noch bei, daß der Einlegevorgang des Verstärkungszuschnitts und auch der anschließende Einformvorgang der thermoplastischen Folie in der gleichen Station, d. h. ohne horizontale Zwischenbewegungen, erfolgt

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegensxand der Unteransprüche.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung im einzelnen beschrieben. Eszeigt

F i g. 1 eine Einrichtung zum Herstellen vo» Behältern in schematischer Draufsicht;

Fig.2 die Einrichtung nach Fig. 1 in teilweise aufgebrochener schematischer Seitenansicht;

F ig. 3 die Formstation der Einrichtung nach F i g. 1 in schematischem Vertikalschnitt;

Fig.4 einen auf der Einrichtung nach Fig. 1 hergestellten Behälter mit Verbundwänden;

F i g. 5 den Behälter nach F i g. 4 im Querschnitt V-V;

Fig.6 eine Draufsicht auf einen Teil der Verstärkungszuschnitt-Bahn;

Fig.7 Fördermittel zum Zuführen einer thermoplastischen Folienbahn zu mehreren Hohlformen;

Fig.8 eine Reihe von Hohlformen mit sich seitlich überdeckenden Verstärkungszuschnitten.

Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Einrichtung umfaßt am hinteren Ende eines Gerüstes 1 eine Halterung 2 für eine Rolle einer thermoplastischen «> Folienbahn 3, eine nicht dargestellte Abziehvorrichtung für die Folienbahn 3, ein Heizgerät 4 und eine Formbzw. Tiefziehstation 5. An einer Seite der Folienbahn 3 sind in der Formstation 5 Hohlformen 6 nebeneinander über die gesamte Breite senkrecht zur Ebene der « Folienbahn 3 verschiebbar angeordnet Auf der anderen Seite der Fülienbahn 3 sind Oberstenipel 33 vorgesehen, deren Anzahl derjenigen der Hohlformen entspricht (Fig.3). Jedem Oberstempel 33 ist eine Preßbacke 17 zugeordnet, um die Folienbahn 3 auf dem oberen Rand 9a der Hohlformen 6 festzuklemmen. Ferner enthält die Einrichtung einen Druckmittelerzeuger zum Ausformen der Behältvr sowie Mitnehmer zum vertikalen Verschieben der Hohlformen 6 in eine obere Stellung, in der ihre obere Stirnfläche 9a die Folienbahn 3 berührt, und in eine untere Stellung, in der die Hohlformen 6 vollständig von den fertigen Behältern getrennt sind.

Die in Fig.3 dargestellte Hohlform 6 hat im horizontalen Querschnitt die Form eines Vielecks, vorzugsweise Rechteck- oder Trapezform und stützt sich mit ihrer Basis auf einem vertikal zwischen einer oberen und einer unteren Endlage bewegbaren Träger 7 ab. Die Hohlform 6 besteht aus einem Formkörper 9 und einem Formboden in Form eines Stempels 8, der sich im Innenraum 10 des Formkörpers 9 bewegen kann. ^6ä In die Oberfläche des Formbodens münden Saugkanäle 11, die in einem axialen Sammelkanal 12 zusammenlaufen, der im Formboden und in einer Tragsäule 13 axial angeordnet ist und w einer Säugpumpe fahrt. Am unteren Ende der Tragsäule 13 ist eine Tragplatte 14 befestigt, die der Auf- oder Abwärtsbewegung des Stempels 8 folgt, sobald ein Formschluß zwischen dem Formkörper 9 und dem Formboden des Stempels 8 hergestellt ist Ein ortsfester Anschlag 32 begrenzt die Abwärtsbewegung des Formbodens und der Tragplatte 14, Der Formkörper 9 setzt jedoch seine Abwärtsbewegung fort und kommt dabei vom Formboden frei. Die Abwärtsbewegung des Formkörpers 9 wird durch einen nicht dargestellten Anschlag begrenzt

Wie aus Fig.3 ersichtlich, befindet sich bei voll abgesenktem Fonnkörper 9 die Saugfläche des Formbodens mit den Saugkanälen 11 oberhalb des Formkörperrandes 9a, und zwar in einem Abstand zur Folienbahn 3, der wenigstens gleich der Tiefe des Formkörperinnenraumes 10 plus dem Abstand zum oberen Schneidmesser 16a eines Querschneiders 16 für einen aus Zuschnitten bestehenden Verstärkungsstreifen 20 ist In der oberen Stellung des Formkörpers 9 berührt sein oberer Rand 9a die Fyjienbahn 3. Dabei schließt der Fonnboden des Stempel P den Formkörper 9 nach unten ab und ruht auf einer Innenschulter 15 des Formkörpers 9, die Dichtungen 36 aufweist Die Tragplatte 14 befindet sich dabei in einem geringen Abstand vom Anschlag 32. Der in der Ebene der Greifstellung des Formbodens angeordnete Querschneider 16 enthält ein ortsfestes Schneidmesser 16a und ein bewegliches Schneidmesser 166. In Zuführrichtung der Verstärkungszuschnitte 20 ist vor dem Querschneider 16 ein Vorschubrollenpaar 18 angeordnet In Zuführrichtung hinter der Hohlform 6 befindet sich in der Ebene der Greifstellung ein Anschlag 19, der die Länge des in den Formkörper 9 einzusetzenden Verstärkungszuschnitts 206 bestimmt (vgL F i g. 3). Eine mit dem Anschlag 19 gekoppelte Folgesteuereinrichtung steuert die Betätigung des Querschneiders 16, der Vorschubrollen 18, der Verbindung der Saugkanäle 11 mit der Saugpumpe sowie den Antrieb für die Tragplatte 7 des Formkörpers 9.

Da in jede Hohlform 6 ein Verstärkungszuschnitt 206 eingelegt wird, ist es zweckmäßig, durch Längsschneiden eine Verstärkungsbahn 20 in mehrere Bänder 20a aufzutrennen. Hierzu ist am Gerüst 1 eine Tragrolle 21 für die Verstärkungs-Abschnittsbahn 20, ein Längsschneider 22 zur Auftrennung der Bahn 20 in mehrere Verstärkungs-Zuschnittsbänder 20a und ein Vorziehmechanismus für die Verstärkungsbahn 20 und die verschiedenen Verstärkungsbänder 20a vorgesehen. Die Tragrolle 21, der Längsschneider 22 und der Vorziehmechanismus sind seitlich neben der Heizstation 4 und der Formstation 5 parallel zur Durchlaufrichtung der thermoplastischen Folienbahn 3 angeordnet Die Yerstärkungs-Zuschnittbahn 20 wird in die Zuschnittsbänder 20a von rechteckiger oder von der in F i g. 6 dargestellter Form zerschnitten. Wii dargestellt kann jedes Zuschnittsband 20a zu wiederkehrenden Abschnitten 23 zugeschnitten werden, die nur noch an einer quer verlaufenden Trennlinie 24, 25 zusammenhängen. Die Trennlinie 24 befindet sich zwischen den Stirnkanten jeweils zweier benachbarter Abschnitte 23, welche in Form von Laschen 41 später die Stirnwände der Behälter bilden.

An den die Längswände bildenden Laschen 42 sind je zwei Zungen 40 vorgesehen, welche nach Einsetzen des Zuschnitts in die Honiform an die vertikalen Stirnwände 41 angedrückt werden. An den Schneid- und Faltstellen sind vom Längsschneider 22 gestrichelt eingezeichnete

' Falzzonen 25,26 markiert.

Die längsgeschnittenen Verstärkungs-Zuschnittsbänder 20 werden schrittweise synchron mit der Folienbahn 3 zu den Hohlformen 6 durch Mitnehmerrollen 35 und Umlenkrollen 27 geführt, deren Achse horizontal unter einem Winkel von 45° zur Mittellängsachse der Verstärkungs-Zuschnittsbahn 20 oder besser noch zur Mittelachse der einzelnen Verstärkungs-Zuschnittsbänder 20a verläuft, und gelangen nebeneinander zu Trennrollen 28 mit horizontalen Achsen. Diese Trennrollen 28 führen die Verstärkungs-Zuschnittsbänder 20a nach Umlauf über die Rolle 27 auseinander oder zusammen. Wenn eine seitliche Überlappung der einzelnen Verstärkungszuschnitte beabsichtigt ist, z. B. wenn zwei Zuschnittsbänder 20a von einem mittleren Zuschnittsband überlappt werden sollen, werden die Rollen 28 um 45° zur Längsrichtung der zugeführten Verstärkungs-Zuschnittsbänder 20a geneigt und in verschiedenen Horizontalebenen angeordnet, wobei ihre horizontalen Mittelachsen in verschiedenen Vertikaiebenen liegen. Markierungen n, ri und rj auf den Verstärkungs-Abschnittsbändern 20a, die nach den Mitnehmerrollen 35 in einer Querlinie auf die Zuschnittsbänder 20a aufgebracht werden, stehen in Förderrichtung hinter den Rollen 28 in einem gegenseitigen Abstand.

Sollen z. B. zwei Zuschnittsbänder 20a seitlich ein drittes mittleres Zuschnittsband überlappen, dann werden die Rollen 28 für die beiden seitlichen Zuschnittsbänder 20a über der entsprechenden Rolle 28 für das dritte mittlere Zuschnittsband mit entsprechender Neigung und Versetzung ihrer Längsachsen angeordnet, wobei die Abstände zwischen den parallelen Achsen den Überlappungsgrad der drei Zuschnittsbänder 20a bestimmen.

Wie aus F i g. 7 ersichtlich, laufen die Zuschnittsbänder 20a nach ihrer Trennung durch die Rollen 28 mit gegenseitiger Überlappung um eine erste horizontale Führungsrolle 29 und von dieser um je eine gesonderte parallele Spann- und Regulierrolle 30. Diese Spann- und Regulierrollen 30 sind übereinander vertikal einstellbar montiert, so daß die Länge und die gegenseitige Lagezuordnung jedes Zuschnittsbandes 20a gesondert eingestellt werden kann. Nach dem Durchlauf über eine weitere Führungsrolle 29a fluchtet dann eine Markierung r\ auf einem Zuschnittsband mit zwei anderen Markierungen γΊ und fz auf benachbarten Zuschnittsbändern. Dies ermöglicht, daß Dekorationsmotive auf den fertigen, verstärkten Behälter an genau gleichen Stellen angeordnet sind.

Nach dem Passieren der Führungsrolle 29a, die parallel zu den Rollen 28 und 30 ausgerichtet ist, überlappen sich die Zuschnittsbäiider 20a gegenseitig und werden zu den Mitnehmerrollen 18 und dem Querschneider 16 sowie Ober je einen Formboden der Stempel 8 transportiert, wie es in F i g. 8 dargestellt ist Die seitliche Überlappung der einzelnen Zuschnittsbänder 20a begünstigt eine genaue Positionierung von Dekorationsmotiven auf den Behälter und hält den Werkstoffabfall gering. Die Rande»· a von zwei benachbarten Zuschnitten 206 überlappen sich jedoch höchstens um den Abstand b zwischen zwei benachbarten Stempeln 8 oder um die Länge cder Seitenwand des Formkörpers 9 zwischen seinem oberen Rand 9a und dem abgesenkten Formboden. Nach dem Formen der Behälter befinden sich die Kanten der Verstärkungszuschnitte 206 bzw. die Falzlmien 26 der Laschen 40 genau an den Innenkanten der durch den oberen Rand 31a des Behälters 31 und durch seine Seitenwände gebildeten Winkel (vgl. F ig. 4,5).

Wenn die Behälter nur am Boden und an zwei Stirnseiten verstärkt werden, müssen die verschiedenen Zuschnittsbänder 20a voneinander um die Abstände a bzw. b entfernt werden, bevor sie zu den jeweiligen Hohlformen 6 gelangen, um den seitlichen Abständen zwischen den Formen Rechnung zu tragen. Dieser Abstand der Zuschnittsbänder 20a wird durch die Aufspreizung der Bänder mittels der Trennrollen 28 erreicht.

Der Querschneider 16 ist in einer Horizontalebene zwischen der Vorderseite des Stempels 8 und den Vorschubrollen 18 derart einstellbar angeordnet, daß die Länge e gemäß Fig.6 des später umgefalteten Zuschnitteiis frei gewählt werden kann. Diese Länge e darf jedoch die Höhe / der geneigten Stirnwand des Formkörpers 9 nicht übersteigen.

Zwischen dem Längsschneider 22 und der Umlenkrolle 27 kann eine Fotozelle zur Ortung der einzelnen Zuschnittsbänder 20a bzw. deren Dekorationsmotive vorgesehen sein. Durch die Lagebestimmung eines Motivs auf einem Zuschnittsband 20a durch diese Fotozelle kann unter Berücksichtigung der verschiedenen Abstände zwischen dem erfaßten Motiv und den verschiedenen Formen sowie der verschiedenen Vorgelege- oder Führungsrollen eine genaue Ausrichtung der Dekorationsmotive auf den fertigen Behältern erreicht werden.

Wie aus F i g. 3 ersichtlich, liegt die Endkante eines Verstärkungszuschnitts 20b am Anschlag 19 an, dessen Lage die Länge des abzuschneidenden Verstärkungszuschnitts 206 bestimmt. Die Folgesteuerung beeinflußt den Unterdruck in den Saugkanälen 11 derart, daß sich der Mittelteil des Verstärkungszuschnitts 20b fest an den Formboden des Stempels 8 anlegt und dadurch festgehalten wird. Dabei befindet sich der Formboden in der in Fig.3 gezeigten oberen Stellung, wohingegen der Formkörper 9 abgesenkt ist. Das Abschneiden des Verstärkungszuschnitts 20b erfolgt durch die Schneiden 16a und i6b des Querschneiders 16. Danach wird der Formkörper 9 angehoben, bis die Innenschulter 15 mit der Dichtung 36 mit dem Formboden des beweglichen Stempels 8 in Berührung kommt. Durch diese Aufwärtsbewegung des Formkörpers 9 werden die Seitenflächen des Verstärkungszuschnitts 206 nach oben umgefaltet und legen sich gegen die Innenwand des Formkörpers 9 an. Der Formkörper 9 setzt seine Aufwärtsbewegung fort und hebt dabei die Tragplatte 14 sowie den Stempel 8 mit dem Formboden an, bis der obere Rand 9a des Formkörpers 9 die FoIi .ibahn 3 gegen die Preßbacke 17 drückt Diese hat inzwischen eine Abwärtsbewegung bis zum Niveau der Folienbahn 3 durchgeführt In dieser Arbeitsstellung bilden der Formkörper 9 und der Formboden des Stempels 8 die Hohlform 6, deren Innenwände vom Verstärkungszuschnitt 20b bedeckt sind Das Anheben des Fonnkörpers 9 unter Mitnahme des Stempels 8 mit dem Formboden, der Säule 13 und der Tragplatte 14 bis zur Berührung des oberen Randes 9a an der Folienbahn 3 ermöglicht das Herstellen von Behältern 31 mit Konditionierung nach den F i g. 4 und 5. Zum Einformen der Folienbahn in den gefalteten Verstärkungszuschnitt bewegt sich der Oberstempel 33 nach unten und bewirkt eine Vorformung, nachdem die Preßbacke 17 gegen den oberen Rand 9a des Formkörpers 9 angedrückt ist Danach wird ein Druckmittel in den Raum zwischen der Preßbacke 17 und dem Oberstempel 33 in den Formkörper 9

eingepreßt, welches die Endformung des Behälters und die feste Haftung der Folie an dem gefalteten Zuschnitt bewirkt. Nach diesem Vorgang unterbricht die Steuereinrichtung die Strömungsverbindung der Saugkanäle 11 mit der Saugpumpe und senkt anschließend den Formkörper 9 und den Formboden ab, bis letzterer mit

der Tragplatte 14 auf der Basis 32 aufliegt. Der Formkörper 9 geht in einem zusätzlichen Schritt nach abwärts in seine Anfangsstellung nach F i g. 3 und trennt sich dabei völlig vom Formboden. Die geformten Behälter werden dann schrittweise zu den folgenden Stationen zum Füllen und Verschließen transportiert.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

1. Einrichtung zum Herstelleu von oben offenen Behältern mit Verbiradwänden aus einem Verstärkungsmaterial-Zuschrott und einer innenseitig ange- brachten thermoplastischen Folie, bestehend aus mindestens einer Hohlförm, aus Mitteln zum Zuführen einer Verstärkungszuschnitt-Bahn zu der Hohlform, aus Mitteln zum Abschneiden des Verstärkungs-Zuschnitts, aus einer Einrichtung zum Aufrichten und Einlegen des Verstarkungs-Zuschnitts in die Hohlform mit einem in der Hohlfonn bewegbaren Stempel, aus Fördermitteln zum Zuführen einer thermoplastischen Folienbahn in eine Heizstation und daran anschließend in eine Formstation, in welcher Mittel zum Verformen der thermoplastischen Folienbahn und zu ihrem Andrükken an den Verstärkungszuschnitt in der Hohlförm vorgesehen sind, und aus Mitteln zur Folgesteuerung der Zuführ-, Schneide- und Einlegemittel der Verstärkungszuschnitt-Bahn sowie der Förder- und Formmittei der Folienbahn, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise eine Reihe von Hohlformen (6) in der Formstation senkrecht zur Ebene der thermoplastischen Folienbahn (3) zwischen einer Arbeitsstellung und einer Lösestellung verschiebbar angeordnet sind, daß die Mittel zum Zuführen (18) und zum Schneiden (16) der Verstärkungs-Zuschnittbahn (20) für jede Hohlförm (6) vorgesehen sind und im Zwischenraum _Μ zwischen der Ebene der Folienbahn (3) und der LösesteUuig der Hohlförm (6) liegen und daß der Stempel (8) der Aufricht- und Einlege-Einrichtung durch den Boden der Hohlförm (6) hindurch steuerbar ausgebildet ist und eine Saugfläche aufweist, die den an der Außenfläche des Zuschnitt-Bodenteils angreifenden Formboden bildet.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Saugöffnungen (11) im Formboden des Stempels (8) über Kanäle (12) mit einem Unterdruckerzeuger verbunden sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Zuführen und Schneiden (18; 16) der Verstärkungs-Zuschnittbahn (20) in der Ebene der Greifposition der Saugfläche des Stempels (8) angeordnet sind.

4. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Öffnungsrand (9a) jeder Hohlform (6) sich in der Lösestellung in einer Ebene geringfügig unterhalb der Greifstellung der Saugfläche des Stempels (8) befindet

5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Schneiden der Verstäfkungszuschnitt-Bahn (20) aus einem die Bahn (20) in mehrere Verstärkungszuschnitts-Bänder (2OaJ auftrennenden Längsschneider (22) und aus einem die Bänder (2Oa) in die Verstärkungszuschnitte (20b) schneidenden Querschneider (16) bestehen.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn· zeichnet, daß die Mittel zum Zuführen der Verstlrkungsbänder (2OaJ zu jeder der Hohlformen (6) verstellbar angeordnete Trenn- und Regulierrollen (28 und 30) aufweisen.