<Desc/Clms Page number 1>
Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen Blasen und Füllen von aus thermoplastischen Kunststoffen herzustellenden Behältern
Es ist bereits mehrfach vorgeschlagen worden, Behälter aus thermoplastischen Kunststoffen nach dem
Blasen durch das Blasrohr oder durch ein dazu parallel verlaufendes Füllrohr bzw. durch einen entsprechen- den Füllrüssel mit dem Füllgut zu füllen und über ein Entlüftungsrohr, welches als Mantelrohr des Füllroh- res ausgebildet sein kann, die aus dem Behälter verdrängte Luft abzuführen.
Es ist weiters vorgeschlagen worden, das Füllmedium zugleich zum Aufweiten des herzustellenden
Behälters zu verwenden, um somit den Blasvorgang mittels Gas oder Luft einzusparen.
Es ist auch bekannt, zum kontinuierlichen Blasen und Füllen von aus thermoplastischen Kunststoffen herzustellenden Behältern einen thermoplastischen Kunststoffschlauch über einen kombinierten Blas- Fùl1stift zu extrudieren, in einer teilbaren Form aufzublasen und anschliessend zuzuschweissen. Bei diesem bekannten Verfahren werden zur Aufrechterhaltung der ebenfalls angestrebten kontinuierlichen Zuführung des thermoplastischen Kunststoffes zwei Extrudierstellen vorgesehen, die wechselweise beschickt werden, wobei eine Umsteuerung des fortlaufend zuzuführenden Kunststoffes erfolgt.
Da die Herstellung eines Behälters von der schnellstmöglichen Abkühlung in der Blas- oder Füllform abhängt, um bei seiner Entnahme die erforderliche Formbeständigkeit zu haben, ist es erforderlich, den in der Form aufgeweiteten Behälter längere Zeit im Kontakt mit der gegebenenfalls gekühlten Form verweilen zu lassen, wodurch jedoch Totzeiten bis zum Beginn des folgenden Blasvorganges hervorgerufen werden. Zwar können einige Füllgüter unter Umständen zur Abkühlung des aufgeweiteten Behälters von innen her beitragen, jedoch vertragen nicht alle zur Abfüllung gelangenden Güter diese Erwärmung.
Beim Füllen von Behältern, die in einem vorhergehenden Arbeitsvorgang durch Einwirkung eines Blasdruckes in ihre endgültige Form überführt wurden, muss ausserdem das Füllgut unter einem etwas oberhalb des Blasdruckes liegenden Druck eingebracht werden, um die Blasluft zu verdrängen. Hiezu sind wieder zusätzliche Druckeinrichtungen u. dgl. notwendig. Weiterhin ist bei den bekannten Blasverfahren der Hohlkörper nach seiner Herstellung unverschlossen und beim Entformen schlecht zu handhaben.
Die Erfindung zielt darauf ab, die beim Bekannten auftretenden Nachteile zu vermeiden.
Zur Lösung dieser Aufgabe kennzeichnet sich das eingangs genannte Verfahren erfindungsgemäss dadurch, dass der extrudierte Kunststoffschlauch während seines Austrittes aus dem Extruder zunächst von mit Extrudiergeschwindigkeit bewegten kombinierten Halsbodenformteilen und nach Erreichen der jeweiligen Behälterlänge von ebenfalls mit etwa Extrudiergeschwindigkeit bewegten Körperformteilen sowie weiteren Halsbodenformteilen erfasst und nach dem Aufblasen unter Zurückziehung des Blasstiftes bis in die Hals- öffnung freigegeben sowie anschliessend mittels eines im Blasstift befindlichen Füllrüssels gefüllt und durch Trennschweissen verschlossen wird.
Durch das erfindungsgemässe Verfahren wird somit ein aus der Extrudierstelle kontinuierlich austretender Schlauch laufend in Einzelbehälter umgeformt, wobei die Behälter unmittelbar nach ihrer Formung gefüllt, verschweisst und gleichzeitig vom Folgebehälter getrennt werden. Es ist somit für die Durchführung des Verfahrens nur eine einfache Extrudiervorrichtung mit im Takt bewegten Einzelformteilen nötig, wobei die Einzelformteile zugleich das Kalibrieren und auch die Abtrennung der geformten und gefüllten Behälter übernehmen.
Das Aufblasen erfolgt durch einen Blasstift, welcher von Hals-und Bodenformteilen umschlossen wird,
<Desc/Clms Page number 2>
EMI2.1
<Desc/Clms Page number 3>
Nach d-n Fig. la - 19 wird der Schlauch 1 über den kombinierten Blasfüllstift 2 aus dem Blaskopf 3 extrudiert und verhältnismässig dicht unterhalb des Blaskopfes von den beiden kombinierten Halsboden- formteilen 4 erfasst, die infolge der gemeinsamen Kühlung verhältnismässig flach gehalten werden können.
Die Formstückhälften 4 weisen an ihrer Oberseite eine Ausnehmung 5 für die Abstützung des Bodens auf, der von dem nachfolgenden Behälter gebildet werden muss. Auf der andern Seite sind sie mit einer der
Hals- und Schulterform des späteren Formlings 6 entsprechenden Ausnehmung 7 ausgestattet.
Durch die flache Gestaltung der Halsbodenformteile werden nur geringe Abfallmengen der Schwänze und Ohren des späteren Formlings bedingt. In einem vorbestimmten Abstand von den Halsbodenformtei- len 4 greifen weitere Halsbodenformteile 8, welche seitlich verschiebbar und in Richtung mit und gegen die Bewegung des Schlauchstückes geführt werden können, an dem Schlauchstück 2 an. Zum Eingriff zwischen die beiden Backenpaare der Halsbodenformteile 4 und 8 sind Körperformteile 9 vorgesehen, die in Richtung des Pfeiles 10 gegeneinander bewegbar sind.
Die Halsbodenformteile 4 pressen den Kunststoff über den im Schlauch befindlichen Stift und formen hiebei die Hals-bzw. Bodenöffnung über dem Stift aus. Während der Extrudierphase wird der Hals- und
Bodenbereich des Formlings, der stets wegen der Materialanhäufung lange Kühlzeiten und damit geringe
Taktzeiten bedingt, bereits gekühlt. Nachdem die einzelnen Formteile die in der Phase nach Fig. la wiedergegebene Stellung erreicht haben, werden die Körperformteile 9 in Richtung des Pfeiles 10 bewegt, um mit den Halsbodenformteilen 4 und 8 eine geschlossene Form zu bilden, wie es in der Phase nach
Fig. 1b dargestellt ist. In dieser Phase kann nun der Blastakt beginnen.
Die geschlossene Blasform wird zunächst mit etwa Extrudiergeschwindigkeit des Schlauchstückes in
Richtung der Pfeile 11 bewegt und hiebei gleichzeitig der kombinierte Blasfüllstift 2 zurückgezogen in
Richtung des Pfeiles 12. Vor Erreichen der Stellung der Teile nach Fig. lc wird zwischenzeitlich durch den kombinierten Blasfüllstift der vorhergehende Behälter 6 gefüllt und in der Stellung nach Fig. Ic nun- mehr der Blasvorgang ausgelöst, so dass das Schlauchstück 2 innerhalb der Blasform nunmehr die Behäl- terform 13 annimmt.
Hat während des Blasens und der dabei erfolgenden Weiterbewegung des Schlauches der nachfolgende
Schlauchteil nahezu die der Höhe eines Behälters entsprechende Länge erreicht, wird der Blastakt unter- brochen und der neu gebildete Hohlkörper über einen im kombinierten Blasfüllstift angeordneten Abfüh- rungskanal druckentlastet. Es werden nunmehr gemäss Phase nach Fig. Id die Körperformhälften 9 seitlich auseinander bewegt und anschliessend auch die Halsbodenformteile 8 soweit auseinander gefahren, dass sie zwischen den Körperformteilen 9 und den Halsbodenformteilen 4 hindurch nach oben hin, d. h. zum Blas- kopf 3, bewegt werden können. Diese Stellung der Halsbodenformteile 8 ist in Fig. le wiedergegeben, in der auch die Bewegungsrichtung der Formteile durch entsprechende Pfeile angedeutet ist.
Im nachfolgenden Takt werden die Halsbodenformteile 8 nach Überführung in die wiedergegebene
Stellung zusammengefahren, um wieder die Halsbodenöffnung zu bilden. Ausserdem werden die Körper- formteile 9 in die in Fig. la wiedergegebene Stellung übergeführt, während die Halsbodenformteile 4 ihre geschlossene Stellung zunächst beibehalten.
Nach Erreichen der vorgenannten Stellungen durch die Körperformteile 9 und Halsbodenformteile 8 werden diese Teile entsprechend der Phase nach Fig. la, welche mit der Phase nach Fig. 19 überein- stimmt, wieder zusammengefahren und der Bewegungsablauf kontinuierlich wiederholt, so dass eine fortlaufende Herstellung von Behältern aus dem extrudierten Schlauch und gleichzeitig die Füllung der ferti- gen Behälter vorgenommen wird.
Zur Abstützung des fertigen Behälters dienen Druckbackenpaare 14,15 die zugleich als Schweiss- oder Trennbacken ausgebildet sind. Ihre Stellung und Bewegung während der Takte nach Fig. la - 19 ist aus der Zeichnung ohne weiteres ersichtlich. Man erkennt, dass die Druckbackenpaare nach der Füllung des Behälters die Trennung zwischen dem Bodenteil des einen und dem Halsteil des andern Behälters be- wirken, so dass auf diese Weise die zusammenhängend hergestellten Behälter getrennt werden.
Die verschiedenartigen Ausbildungen des kombinierten Blasfülldornes sind in den Fig. 2 und 3 wiedergegeben. Fig. 2 zeigt, dass der Blasfülldorn eine Ummantelung 16 aufweist, in der sich sowohl das Entlüftungs-und Prüfrohr 17 sowie das Spülluftrohr 18 als auch das Blasluftrohr 19 befinden. Der zwischen dem Mantelrohr und den Rohren 17 - 19 befindliche Hohlraum 20 dient hiebei zur Zuleitung des Füllme- diums. Man erkennt aus der Fig. 2, dass das Füllen des einen Behälters über den hiefür vorgesehenen freien Querschnitt des Mantelrohres bei gleichzeitiger Entlüftung durch das Entlüftungsrohr 17 erfolgen kann, während durch die seitlichen öffnungen21 ein Spülluftaustritt oder aber durch die Öffnungen 22 ein Blasluftaustritt aus den jeweils zugehörigen Rohren in den nachfolgenden Formling möglich ist.
Auf diese Weise kann sowohl der Füll-als auch der Blasvorgang gleichzeitig erfolgen, so dass eine Beschleunigung des Verfahrens eintritt.
<Desc/Clms Page number 4>
Die in Fig. 3 wiedergegebene Anordnung unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 lediglich dadurch, dass das Mantelrohr 16 nicht kreisförmigen Querschnitt, sondern nahezu rechteckförmi- gen Querschnitt aufweist, indem das Blasluftrohr 19 sowie das Spülluftrohr 21 und das Entlüftungsrohr 18 mit Abstand voneinander angeordnet sind, so dass auch hier ein freier Durchtrittsquerschnitt 20 für das
Füllmedium verbleibt.
Fig. 4 zeigt in schematischer Form das gleichzeitige Blasen und Füllen zweier aufeinanderfolgender
Behälter. Aus dem Blaskopf 3 ragt der kombinierte Blasfüllrüssel 2 heraus und erstreckt sich durch die
Halsbodenformteile 4 hindurch bis in die von den Halsbodenformteilen 8 gebildete Öffnung 23. Da am
Ende des kombiniertenBlasfüllstiftes dasFüllmedium in Richtung der Pfeile 24 austritt und gleichzeitig in
Richtung des Pfeiles 25 die Entlüftung durch das Entlüftungsrohr 17 erfolgt, kann der untere Behälter 26 gefüllt werden, während zu gleicher Zeit aus den Blasöffnungen 22 die zur Aufweitung des Schlauchteiles
2 erforderliche Blasluft austreten kann.
Hiebei kann, wie Fig. 4 erkennen lässt, der kombinierte Blasfüll- dorn Rotationsbewegungen ausführen, so dass eine gleichmässige Verteilung des Füllgutes und eine gleich- mässige Verteilung der Blasluft auf dem gesamten Querschnitt des Behälters erfolgt. Diese Massnahme ist zweckmässig, um zu vermeiden, dass einzelne Behälterteile einer stärkeren Erwärmung bzw. Abkühlung ausgesetzt werden als andere Teile des Behälters.
Die Fig. 5-14 zeigen teils im Schnitt teils in der Ansicht verschiedene Ausführungsformen von Be- hältern, die durch das erfindungsgemässe Verfahren hergestellt werden können.
Der Behälter in Fig. 5 zeigt einen ausgeprägten Bodenteil 27, an dessen Mitte der Schwanz 28 erkenn- bar ist, über den der Bodenteil mit dem nächstfolgenden Behälterhalsteil während der Fertigung und wäh- rend des Füllens verbunden gewesen ist. Der Halsteil des Behälters ist, wie Fig. 5 weiterhin erkennen lässt, mit einem durch den Blasvorgang hergestellten Gewindesatz 29 versehen worden, auf den eine Schraub- kappe 30 aufschraubbar ist. Aus dem Schnittbild der Figur ist ausserdem der Schwanz 31 am Halsteil er- sichtlich, der beim Trennen des in Fig. 5 dargestellten Behälters von dem nächstfolgenden Behälter am
Halsteil verbleibt.
Fig. 6 zeigt eine ähnliche Ausbildung wie Fig. 5, wobei jedoch der Halsteil des Behälters nicht mit einem Gewinde, sondern mit Rastrillen versehen ist, die ebenfalls in der Blasform hergestellt werden und zur Aufnahme einer Steckkappe 33 dienen. Der Boden des Behälters nach Fig. 6 ist, wie im unteren Teil der Figur dargestellt, profiliert, so dass er eine besonders hohe Formbeständigkeit aufweist.
Die Behälterform gemäss Fig. 7 ist an den beiden Behälterenden symmetrisch ausgebildet, wobei durch die Halsbodenformteile stegförmige Ansätze zwischen dem Behälterrumpf und den Halsstücken angeformt sind.
Die Fig. 8-10 zeigen weitere Ausführungsformen von Behältern, bei denen durch die Gestaltung der Körperformbacken sowie durch die Formgebung der Halsbodenformteile im Querschnitt von der runden Form abweichende Behälter mit angeformten Ansätzen 35 geschaffen wurden.
Die Fig. 11 - 14 geben Behälterformen wieder, die teils als Doppelpyramiden mit quadratischer Basis, teils als kubische Gefässe ausgebildet sind.
Die Ausführungsbeispiele der Fig. 5 - 14 zeigen somit, dass es mittels des erfindungsgemässen Verfahrens möglich ist, sehr verschiedene Behälterformen zu erzielen, wobei Vorsprünge oder Ansätze an den verschiedenen Behälterteile durch entsprechende Gestaltung der Formteile während des Blasvorganges an-bzw. ausgeformt werden können.
Das erfindungegemässe Verfahren hat weiterhin den Vorteil, dass es eine sterile Abfüllung ohne zusätzlichen Aufwand ermöglicht. Es lässt fernerhin eine Prüfung der Gefässe vor der Füllung zu, wobei hiezu lediglich wenig aufwendige Schalt- bzw. Tasteinrichtungen erforderlich sind. Man erhält durch das Verfahren auf sehr einfache Weise einen absolut dichten Verschluss für Einwegpackungen und, falls erwünscht, entsprechend geformte Halsstücke für die Aufnahme von Schraub- oder Steckkappen, wobei trotz der Schraubkappen durch die Verschweissung ein Garantieverschluss erzeugt wird.
Infolge der möglichen Flachausbildung der Halsbodenformteile entstehen nur geringe Materialverluste durch die angeformten Schwänze und Ohren. Die durch das Verfahren hergestellten und gefüllten Behälter werden prall gefüllt, da durch die Nachschrumpfung ein geringer Überdruck im Behälterinnern entsteht, der insbesondere für eine nachfolgende Bedruckung günstig ist. Schliesslich ist noch hervorzuheben, dass der oftmals empfindliche Boden an das blastechnisch günstige Ende des jeweiligen Schlauchstückes gelegt werden kann, da durch die im Boden- und im Halsteil des folgenden Behälters vorhandene durchgehende Öffnung ebenso gut aufrecht wie über Kopf geblasen werden kann.