AT500869A2

AT500869A2 - Verfahren und vorrichtung zum herstellen von mit einer folie bzw. beschichtung beschichteten behältern sowie behälter

Info

Publication number: AT500869A2
Application number: AT0053705A
Authority: AT
Original assignee: Steiner Peter
Priority date: 2004-08-20
Filing date: 2005-03-30
Publication date: 2006-04-15
Also published as: WO2006017872A1; AT500869B1; EP1781456A1; AT500869A3; US20100043981A1

Description

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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von mit einer Folie bzw. Beschichtung beschichteten Behältern, insbesondere aus EPS, EPP oder EPE. Die Erfindung bezieht sich weiters auf eine Vorrichtung zur Herstellung von mit einer Folie bzw. Beschichtung beschichteten Behältern, insbesondere aus EPS, EPP oder EPE. 5 Die Erfindung bezieht sich darüber hinaus auf einen derartigen Behälter.

Derartige mit einer Folie bzw. Beschichtung beschichtete Behälter, welche beispielsweise aus Kunststoff, wie insbesondere EPS, EPP oder EPE, bestehen, werden, teilweise in großen Mengen, beispielsweise zur Aufnahme von Nahrungsmitteln bzw. Getränken, insbesondere als Trinkbecher für kalte und heiße Getränke bzw. Suppen oder dgl., verwendet. 10 Allgemein weisen derartige Becher, welche aus den obengenannten Materialien bestehen, keinen Aufdruck oder keine Beschriftung auf, da das Bedrucken eines derartigen Kunststoffmaterials nicht bzw. nur mit einem erhöhten Aufwand möglich ist, wobei ein derartiger zusätzlicher Kostenaufwand den Einsatz eines derartigen Behälters unrentabel macht.

15 Es ist jedoch davon auszugehen, daß derartige Behälter beispielsweise als Werbeträger verwendbar sind, wofür jedoch eine entsprechend hochwertige Beschriftung bzw. ein entsprechend hochwertiger Druck erforderlich wäre. Eine derartige qualitativ hochwertige Beschriftung bzw. ein hochwertiger Druck läßt sich jedoch sinnvollerweise nur mit einer Folie bzw. Beschichtung erzielen, die den beispielsweise aus EPS, EPP oder EPE 2 0 bestehenden Behälter ummantelt bzw. umgibt. In diesem Zusammenhang ist bekannt, der artige Behälter mit üblichen Verfahren und Vorrichtungen herzustellen und in einem zusätzlichen, aufwendigen, wenigstens teilweise manuellen Verfahrensschritt speziell geformte Folien bzw. Beschichtungen auf den Behälter aufzubringen. Hiebei ist jedoch eine zusätzliche Festlegung, beispielsweise eine Verklebung, der Folie bzw. Beschichtung 25 auf bzw. mit dem Behälter erforderlich, so daß wiederum eine ökonomisch einsetzbare Herstellung nicht möglich ist.

Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, ein Verfahren und eine Vorrichtung der obengenannten Art zur Verfügung zu stellen, wobei mit einfachen Verfahrensschritten ein mit einer Folie bzw. Beschichtung unmittelbar beschichteter Behälter, welcher insbeson- 3 0 dere aus EPS, EPP oder EPE besteht, zur Verfügung gestellt werden kann. • · · · · · ·· · · • · ♦ · · · ·· ··· • · · · · · · · · ······· · · · -2-

Zur Lösung der obengenannten Aufgaben umfaßt ein Verfahren zum Herstellen von mit einer Folie bzw. Beschichtung beschichteten Behältern, insbesondere aus EPS, EPP oder EPE, im wesentlichen die folgenden Schritte:

Ausbilden der Folie bzw. Beschichtung in eine der Außen- bzw. Mantelkontur des herzu-5 stellenden Behälters entsprechende Form,

Einbringen der geformten Folie in ein Formwerkzeug,

Hinterfullen der Folie mit dem Behältermaterial.

Dadurch, daß erfindungsgemäß in einem ersten Verfahrensschritt vorzugsweise automatisch die Folie bzw. Beschichtung in eine der Außen- bzw. Mantelkontur des herzu-10 stellenden Behälters entsprechende Form gebracht wird, wird unmittelbar und angepaßt an die Außenform des herzustellenden Behälters die Folie bzw. Beschichtung zur Verfügung gestellt, wobei hiefür beispielsweise bekannte Verfahren eingesetzt werden können. Nachfolgend auf das Ausbilden der Folie bzw. Beschichtung in eine der Außen- bzw. Mantelkontur des herzustellenden Behälters entsprechende Form wird die geformte Folie 15 bzw. Beschichtung in ein Formwerkzeug eingebracht, worauf ein Hinterfüllen der Folie bzw. Beschichtung mit dem Behältermaterial erfolgt. Während des Hinterfullens erfolgt unmittelbar eine entsprechend sichere Verbindung zwischen der Folie bzw. Beschichtung sowie dem Behältermaterial, so daß ohne Vorsehen eines zusätzlichen Arbeitsschritts, insbesondere ohne Vorsehen einer zusätzlichen Verklebung, eine innige Verbindung zwi-20 sehen der Folie bzw. Beschichtung und dem Behälter erfolgt. Die Herstellung des Behälters durch Hinterfüllen der Folie kann hiebei durch an sich bekannte Formgebungsverfahren, wie beispielsweise ein Spritzgießen oder dgl., vorgenommen werden. Es läßt sich somit mit einfachen Verfahrensschritten unmittelbar der mit einer Folie bzw. Beschichtung versehene Behälter hersteilen, wobei eine derartige Folie bzw. Beschichtung 2 5 unmittelbar für eine qualitativ hochwertige Beschriftung verwendet werden kann oder eine derartige Beschriftung gegebenenfalls bereits vor dem Hinterfüllen mit dem Behälter-material aufgebracht ist.

Unter dem Ausdruck "Folie" soll im Rahmen der vorliegenden Beschreibung allgemein jegliche Art einer Folie bzw. Beschichtung oder Ummantelung eines insbesondere aus den 30 obengenannten Kunststoffen hergestellten Behälters verstanden werden, welche in einem Warenverzeichnis mit dem Behältermaterial hinterfüllt werden kann.

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Zur Bereitstellung entsprechend gut beschriftbarer oder bedruckbarer Folien bzw. Beschichtungen wird gemäß einer weiters bevorzugten Ausführungsform vorgeschlagen, daß die Folie bzw. Beschichtung aus Kunststoff, insbesondere Polyethylen, Polystyrol, Polypropylen, PVC, oder Papier, insbesondere Papieretiketten, oder dgl., ausgebildet wird. 5 Derartige Folien bzw. Beschichtungen lassen sich entsprechend kostengünstig und in großen Mengen bereitstellen und weisen auch die für ein qualitativ hochwertiges Bedrucken bzw. Beschriften erforderlichen Materialeigenschaften auf. Für eine ordnungsgemäße und zuverlässige Verbindung zwischen der Folie und dem Behältermaterial, insbesondere ohne Zuhilfenahme zusätzlicher Verbindungsmittel, wie 10 beispielsweise eines Klebstoffs, wird gemäß einer weiters bevorzugten Ausführungsform vorgeschlagen, daß das Behältermaterial unter gegenüber Umgebungsbedingungen geändertem Druck und/oder erhöhter Temperatur in das Formwerkzeug eingebracht wird. Für eine ordnungsgemäße Verbindung und teilweise in Abhängigkeit von dem sowohl für die Folie bzw. Beschichtung als auch für das Behältermaterial eingesetzten Material wird 15 in diesem Zusammenhang vorgeschlagen, daß die Temperatur in einem Bereich von 80 °C bis 150 °C, vorzugsweise von 90 °C bis 145 °C, besonders bevorzugt von 110 °C bis 130 °C, gewählt wird, wie dies einer weiters bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens entspricht.

In ähnlicher Weise wird insbesondere in Abhängigkeit von dem eingesetzten Behälter-2 0 material für eine rasche und zuverlässige Herstellung des Behälters durch ein Hinterfüllen der in das Formwerkzeug eingebrachten Folie als auch für eine ordnungsgemäße und zuverlässige Verbindung zwischen dem Folienmaterial und dem Behältermaterial gemäß einer weiters bevorzugten Ausführungsform vorgeschlagen, daß der Druck in einem Bereich von 0,5 bar bis 8 bar, vorzugsweise entweder von 0,5 bar bis 1,5 bar oder von 5 25 bar bis 6,5 bar, gewählt wird.

Zur weiteren Unterstützung insbesondere der Verbindung zwischen dem Folienmaterial und dem Behältermaterial wird gemäß einer weiters bevorzugten Ausführungsform vorgeschlagen, daß die Folie während des Einbringens des Behältermaterials erwärmt wird. 30 Wie oben bereits angedeutet, ist ein wesentliches Kriterium für einen ökonomisch sinnvollen Einsatz eines durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellten Behälters, • ·· · # · · · · t ···· · ······ ···· # · · · · ·····#· · · · -4- daß eine bedruckte bzw. bedruckbare Folie verwendet wird, wie dies einer weiters bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens entspricht. Für eine besonders einfache Herstellung der Folie bzw. Beschichtung wird gemäß einer weiters bevorzugten Ausführungsform vorgeschlagen, daß die Folie durch Stanzen, 5 Schneiden, Behandlung mittels Laser und dgl. in die mit der Außenkontur des herzustellenden Behälters entsprechende Form gebracht wird.

Zur Erzielung der für den Behälter gewünschten Materialeigenschaften, insbesondere Festigkeit als auch Temperaturbeständigkeit, wird gemäß einer weiters bevorzugten Ausführungsform vorgeschlagen, daß eine Dicke des Behältermaterials in einem Bereich 10 von 0,5 mm bis 60 mm, bevorzugt entweder von 2 mm bis 5 mm oder von 40 mm bis 55 mm, gewählt wird. Die größere Dicke wird insbesondere für Behälter gewählt, welche beispielsweise für Tiefkühl- oder Isolierzwecke eingesetzt werden.

Zur Lösung der obengenannten Aufgaben umfaßt darüber hinaus Vorrichtung zur Herstellung von mit einer Folie bzw. Beschichtung beschichteten Behältern, insbesondere 15 aus EPS, EPP oder EPE, im wesentlichen die folgenden Elemente: eine Zufuhreinrichtung für eine Folie bzw. Beschichtung, welche eine der Außen- bzw. Umfangskontur des herzustellenden Behälters entsprechende Form aufweist, und ein Formwerkzeug mit einem aufnehmenden Teil und einem aufzunehmenden Teil, wobei die Folie in den aufnehmenden Teil einsetzbar ist und nach einem Verschließen des 20 aufnehmenden und aufzunehmenden Teils insbesondere über den aufzunehmenden Teil das Material für den herzustellenden Behälter in den zwischen der Folie und dem aufzunehmenden Teil definierten Freiraum einbringbar ist.

Es wird somit mit einfachen Elementen für die erfindungsgemäße Vorrichtung das Auslangen gefunden, so daß die Behälter auch in entsprechend hohen Anzahlen bzw. 2 5 kurzen Taktzeiten mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung hergestellt werden können. Für eine zuverlässige Aufnahme der zu hinterfüllenden Folie bzw. Beschichtung in den aufnehmenden Teil des Formwerkzeugs ist gemäß einer weiters bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, daß eine Saugeinrichtung zum Positionieren der Folie in dem aufnehmenden Teil des Formwerkzeugs vorgesehen ist. 30 Für eine ordnungsgemäße Übergabe der Folie in das Formwerkzeug wird gemäß einer weiters bevorzugten Ausführungsform vorgeschlagen, daß die Zufuhreinrichtung die Folie • · · · · · ·· · · • · · · · · I« ··· • · · · · · · · · ······· t t · -5- von einem Schwenkarm zum Zufuhren der Folie in eine mit der Achse des aufzunehmenden Teils des Formwerkzeugs verschwenkbaren Lage gebildet ist, wobei auf dem Schwenkarm eine insbesondere an die Form der Folie angepaßte Halterung zur Aufnahme und Führung der Folie vorgesehen ist. Durch die gemäß einer bevorzugten 5 Ausführungsform vorgesehene Halterung zur Aufnahme und Führung der Folie wird sichergestellt, daß die gegebenenfalls eine geringe Dicke und auch Festigkeit aufweisende Folie rasch und zuverlässig in das Formwerkzeug eingebracht werden kann.

Wie oben bereits erwähnt, ist für eine ordnungsgemäße und zuverlässige Verbindung zwischen der Folie und dem hinterfüllenden Behältermaterial gegebenenfalls eine 10 gegenüber Umgebungsbedingungen erhöhte Temperatur und/oder ein erhöhter Druck wünschenswert, so daß für die erfindungsgemäße Vorrichtung vorgeschlagen wird, daß insbesondere im Bereich des aufiiehmenden Teils des Formwerkzeugs zusätzlich Vorrichtungen zum Aufbringen eines gegenüber Umgebungsbedingungen erhöhten Drucks und/oder einer erhöhten Temperatur vorgesehen sind, wie dies einer weiters bevorzugten 15 Ausführungsform entspricht. Ähnlich wie für ein rasches und zuverlässiges Einbringen der Folie in das Formwerkzeug wird gemäß einer weiters bevorzugten Ausführungsform für ein rasches und zuverlässiges Ausbringen des fertiggestellten Behälters vorgeschlagen, daß eine Vorrichtung, insbesondere ein Schwenkarm, zum Ausbringen des fertiggestellten Behälters aus dem 2 0 Formwerkzeug nach einem Öffnen des Formwerkzeugs vorgesehen ist. Für eine weitestgehende Automatisierung des Einbringens der Folie bzw. Beschichtung in das Formwerkzeug als auch des Abtransports des fertiggestellten Behälters aus dem Formwerkzeug wird gemäß einer weiters bevorzugten Ausführungsform vorgeschlagen, daß wenigstens eine Fördereinrichtung und/oder ein Magazin zum Zuführen der Folie 2 5 insbesondere zu dem Schwenkarm zum Zuführen der Folie in dem aufiiehmenden Formteil und/oder zum Entfernen des fertiggestellten Behälters vorgesehen ist.

Zur Lösung der obengenannten Aufgaben wird darüber hinaus ein Behälter zur Verfügung gestellt, bestehend aus einer Folie bzw. Beschichtung in einer der Außen- bzw. Mantelkontur des Behälters entsprechenden Form und einem die Folie bzw. Beschichtung 3 0 hinterfüllenden Behältermaterial, insbesondere aus EPS, EPP oder EPE.

Ein derartiger erfindungsgemäßer Behälter kann beispielsweise gemäß dem obengenannten Verfahren hergestellt werden. Darüber hinaus ist die Folie bzw. Beschichtung des • · I · · ♦ ·· · · • · ♦ * · · ·· ··· ···· · · · · · ······· ·· · -6- erfindungsgemäßen Behälters insbesondere bedruckbar bzw. beschriftbar und weist vorzugsweise die obengenannten Eigenschaften auf.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der beiliegenden Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In dieser zeigen: 5 Fig. 1 eine schematische, perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Behälters;

Fig. 2 in einer schematischen, teilweisen Seitenansicht eine geringfügig abgewandelte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer Phase einer Herstellung 10 eines erfindungsgemäßen Behälters in einem geschlossenen Formwerkzeug;

Fig. 3 eine teilweise Draufsicht entsprechend dem Pfeil III der Fig. 2;

Fig. 4 in einer zu Fig. 2 ähnlichen Darstellung eine Teilansicht der zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in geöffnetem Zustand des Formwerkzeugs nach Fertigstellung eines erfindungsgemäßen Behälters; 15 Fig. 5 in einer zu Fig. 2 wiederum ähnlichen Darstellung eine schematische Teilansicht der zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer Phase eines Einbringens einer Folie bzw. Beschichtung in das Formwerkzeug sowie eines gleichzeitigen Ausbringens eines fertiggestellten, erfindungsgemäßen Behälters und Fig. 6 bis 8 eine dritte Ausführungsform in unterschiedlichen Ansichten. 20 In Fig. 1 ist eine erste Ausführungsform einer Vorrichtung 1 zum Herstellen eines mit einer Folie bzw. Beschichtung beschichteten Behälters, insbesondere aus EPS, EPP oder EPE, in einem geöffneten Zustand dargestellt, wobei einzelne Teilmerkmale dieser Vorrichtung 1 im Detail unter Bezugnahme auf nachfolgende Figuren erörtert werden.

In Fig. 1 ist insbesondere ersichtlich, daß an einer Halterung bzw. Basisplatte 2 ein 25 aufzunehmender Teil bzw. ein Stempel 3 eines Formwerkzeugs gelagert ist. Mit dem Stempel 3 wirkt ein an einer relativ zur Basisplatte heb- und senkbaren Halterung 4 gelagerter, aufnehmender Teil bzw. eine Matrize 5 zusammen, welche(r) insbesondere in den Fig. 2,4 und 5 im Detail dargestellt ist.

Aus Fig. 1 ist weiters ersichtlich, daß eine Zufuhreinrichtung zum Einbringen einer Folie 30 bzw. Beschichtung, insbesondere ein Schwenkarm 6, um eine mit 7 angedeutete, vertikale Achse schwenkbar an der Basisplatte 2 gelagert ist, wobei am Schwenkarm 6 eine Halterung 8, insbesondere ein auf die Form der einzubringenden Folie bzw. Beschichtung • · • ♦ • * · · • ·· ··· • · · · • · · · -7- abgestimmtes, konusartiges Glied, vorgesehen ist. Der Schwenkarm 6 läßt sich mit einer auf der Halterung 8 angeordneten Folie bzw. Beschichtung in eine durch den aufnehmenden Teil bzw. Stempel 3 und den aufzunehmenden Teil 5 definierte und fluchtende Lage bringen, wie dies ebenfalls nachfolgend im Detail erörtert werden wird. 5 Zum Ausbringen eines fertiggestellten Behälters ist in Fig. 1 ein weiterer Schwenkarm 9 angedeutet, welcher um eine mit 10 angedeutete, vertikale Achse verschwenkbar ist, wobei in der in Fig. 1 dargestellten Lage ein fertiggestellter Behälter 11 am Schwenkarm 9 dargestellt ist. Auch der Schwenkarm 9 läßt sich in eine mit den Teilen 3 und 5 fluchtende Lage bringen, wobei, wie dies ebenfalls nachfolgend im Detail erörtert werden wird. Der 10 Schwenkarm 9 ist heb- und senkbar, so daß ein fertiggestellter Behälter 11 von dem Stempel 3 nach einer Fertigstellung abgenommen werden kann.

Zur Betätigung der Schwenkarme 6 bzw. 9 sind in der Ausführungsform gemäß Fig. 1 beispielsweise Zylinder-Kolben-Aggregate 12 und 13 vorgesehen.

Zur Höhenverstellbarkeit der Halterung 4 mit dem aufhehmenden Teil 5 des 15 Formwerkzeugs 3 sind weitere Antriebe, insbesondere Zylinder-Kolben-Aggregate 14, vorgesehen. Neben einer Verschwenkung der Schwenkarme 6 und 9 um die schematisch mit 7 und 10 angedeuteten Schwenkachsen sind ergänzend Antriebe 15 und 16 für ein Anheben und Absenken der Schwenkarme 6 und 9 vorgesehen.

Die in den Fig. 2 bis 5 dargestellte Ausführungsform unterscheidet sich von der in der 20 Fig. 1 dargestellten Ausführungsform im wesentlichen dadurch, daß die Achsen der Schwenkarme 6 bzw. 9 an einer gemeinsamen Seite des in Fig. 3 allgemein mit 17 bezeichneten Formwerkzeugs und nicht diametral zu diesem angeordnet sind, wobei der Einfachheit halber die Achsen der Schwenkarme wiederum mit 7 bzw. 10 bezeichnet sind. Die zentrale Achse des Formwerkzeugs ist in Fig. 3 mit 18 bezeichnet. Weiters ist in Fig. 3 25 schematisch angedeutet, daß die beispielsweise ähnlich der Mantelkontur des herzustellenden Behälters ausgebildeten Beschichtungen, welche somit keinen Boden aufweisen, aus einem Magazin 19 entnommen werden, während fertiggestellte Behälter in eine Abtransporteinrichtung bzw. wiederum ein Magazin 20 ausgebracht werden, wobei in Fig. 3 eine Mehrzahl von fertiggestellten Behältern mit 11' angedeutet ist. 30 In der in Fig. 2 dargestellten Lage ist ersichtlich, daß sich der aufnehmende Teil 5 des Formwerkzeugs in einer geschlossenen Position befindet, wobei ebenfalls in Abwandlung von der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform nicht die Halterung 4 für den auf- ί • · · • · · • · · • · · • « • · • · · • · • * · · • ·· ··· • · · · • · · · -8- nehmenden Teil 5 des Formwerkzeugs in Höhenrichtung bewegbar ist, sondern lediglich der aufiiehmende Teil 5 über ein zusätzliches Zylinder-Kolben-Aggregat 21 entsprechend dem Doppelpfeil 22 höhenverstellbar ist. In der in Fig. 2 dargestellten, geschlossenen Lage erfolgt ein Einbringen des Behäkermaterials über eine schematisch angedeutete Einspritz-5 einrichtung 23, so daß im Zusammenhang mit dem Stempelteil 3 die im aufnehmenden Teil schematisch mit 24 angedeutete Folie bzw. Beschichtung über die Einspritzeinrichtung 23 hinterfüllt wird. Es wird somit während des Formvorgangs nicht nur ein Hinterfüllen der Folie bzw. Beschichtung und Einbringen des Behältermaterials vorgenommen, sondern es läßt sich gleichzeitig eine unmittelbare Verbindung zwischen dem Behälter und 10 dem Material für die Beschichtung bzw. Folie erzielen. Die Folie 24 wird in dem aufnehmenden Teil 5 über eine schematisch angedeutete Saugeinrichtung 26 gehalten.

Falls eine gegenüber Umgebungstemperaturen erhöhte Temperatur und/oder ein erhöhter Druck insbesondere für eine ordnungsgemäße Verbindung zwischen dem Behältermaterial und dem Material der Folie bzw. Beschichtung 24 vorzusehen ist, können derartige 15 Einrichtungen im Bereich des Formwerkzeugs 17 vorgesehen sein, wobei sie beispielsweise mit 28 angedeutet sind.

In Fig. 2 ist weiters angedeutet, daß der wiederum mit 6 bezeichnete Schwenkarm, welcher die Halterung bzw. den Gegenkonus 8 für die Aufnahme einer Folie trägt, entsprechend dem Doppelpfeil 25 über das Zylinder-Kolben-Aggregat 15 heb- und senkbar ist. 20 Nach der in Fig. 2 angedeuteten Herstellung eines Behälters durch ein Hinterfüllen der in das Formwerkzeug eingebrachten Folie 24 bei geschlossenen Teilen 3 bzw. 5 des Formwerkzeugs wird der Teil 5 des Formwerkzeugs über das Zylinder-Kolben-Aggregat 21 angehoben, wie dies in Fig. 4 dargestellt ist. Gleichzeitig erfolgt ein Verschwenken sowohl des die Halterung 8 tragenden Schwenkarms 6 als auch des Schwenkarms 9 zur 2 5 Entnahme eines fertiggestellten Behälters, welcher in Fig. 4 wiederum mit 11 bezeichnet ist. Nachdem beide Schwenkarme 6 und 9 in den Bereich der zentralen Achse eingebracht wurden, welche durch die Formteile 3 bzw. 5 definiert wird, erfolgt, wie dies in Fig. 5 angedeutet ist, ein Anheben beider Schwenkarme 6 und 9 relativ zu den Formteilen 3 bzw. 5 entsprechend dem Doppelpfeil 27, so daß nicht nur eine neue Folie in den aufnehmenden 30 Teil 5 des Formwerkzeugs eingebracht wird, sondern gleichzeitig ein fertiggestellter Behälter 11 von dem Stempel bzw. dem Formteil 3 abgehoben wird. Nach einem Verschwenken der Schwenkarme 6 bzw. 9 aus dem Bereich zwischen den Formteilen 3 • ·· I I · * · Φ· • · · · · · ·· ··· • · · * · · · · * ····♦·· ·· · -9- bzw. 5 wird die Form wiederum geschlossen, so daß ein neuer Behälter durch ein Hinterfüllen der im aufnehmenden Teil 5 aufgenommenen Folie durch die in Fig. 2 dargestellte Lage nach einem Schließen des Formwerkzeugs 17 vorgenommen wird.

Die einzelnen Phasen zur Herstellung eines derartigen Behälters 11 lassen sich wie folgt 5 zusammenfassen:

Ausbilden der Folie bzw. Beschichtung 24 in eine der Außen- bzw. Mantelkontur des herzustellenden Behälters 11 entsprechende Form, beispielsweise durch ein Stanzen, Schneiden, Lasern;

Einbringen der Folie bzw. Beschichtung 24 in den aufnehmenden Teil 5 des 10 Formwerkzeugs, wie dies beispielsweise in Fig. 4 und 5 dargestellt ist;

Schließen des Formwerkzeugs 17, welches insbesondere aus den Teilen 3 und 5 besteht, und Hinterfüllen der Folie 24, wobei für eine ordnungsgemäße Verbindung zwischen dem Material für die Folie bzw. Beschichtung 24 und dem zu hinterfüllenden Behältermaterial ein gegenüber Umgebungsbedingungen gegebenenfalls geänderter Druck und insbesondere 15 erhöhte Temperatur vorgesehen sind. Beispielsweise bei Verwendung von EPS für das Behältermaterial wird der Druck in einem Bereich von 0,5 bar bis 1,5 bar gewählt. Bei Verwendung von EPP für das Behältermaterial findet beispielsweise ein Druck im Bereich von 5 bar bis 6,5 bar bevorzugt Verwendung.

Nach Fertigstellung des Behälters 11 durch Hinterfüllen und Verbinden mit der Folie, 20 wobei eine Zyklusdauer von beispielsweise unter 10 s, bevorzugt etwa 5 bis 6 s, erzielbar ist, Öffnen der Formteile 3 bzw. 5;

Einbringen einer Entnahmevorrichtung, insbesondere des Schwenkarms 9, zur Aufnahme des fertiggestellten Behälters 11; gegebenenfalls gleichzeitiges Einbringen einer neuen Folie 24 zur Herstellung eines neuen 2 5 Behälters;

Ausbringen des fertiggestellten Behälters 11.

Wie oben bereits angedeutet, kann die Folie bzw. Beschichtung 24 entsprechend den Mantelkonturen des herzustellenden Behälters 11 und somit ohne Boden ausgebildet sein. Gemäß einer abgewandelten Ausführungsform kann eine im wesentlichen der gesamten • ·· · ·· ·· · · • · t · · · ·· ··· • · · I · · · · · ······· ·· · -10-

Außenkontur des herzustellenden Behälters 11 angepaßte Folie bzw. Beschichtung 24 verwendet werden.

Als Folie 24 kann eine bereits bedruckte Folie bzw. Beschichtung verwendet werden oder es kann nach Fertigstellung des Behälters 11 in geeigneten Beschriftungs- bzw. Druck-5 verfahren die Aufbringung einer Beschriftung, beispielsweise einer Werbung, erfolgen.

Die Fig. 6 bis 8 zeigen eine dritte Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Bei dieser Ausfuhrungsform werden, soweit dies möglich ist, die Bezugszeichen der Fig. 1 verwendet, wobei zur Unterscheidung eine „3“ vorangestellt wird. Auch die Vorrichtung 31 besteht im wesentlichen aus einer Basisplatte 10 32, auf der ein Stempel 33 eines Formwerkzeugs gelagert ist. Mit diesem Stempel 33 wirkt eine Matrize 35 zusammen, die an einer relativ zur Basis heb- und senkbaren Halterung 34 gelagert ist.

Die Zufuhreinrichtung zum Einbringen einer Folie bzw. Beschichtung besteht aus einem Schwenkarm 36, der um eine waagrechte Achse 37 verschwenkbar an der Basisplatte 32 15 gelagert ist. Die Schwenkbewegung, die der Schwenkarm 36 mit der auf seiner Halterung 38 befindlichen Folie (oder auch leer) ausföhrt, ist durch den über den realen Bewegungsbereich hinaus eingezeichneten Schwenkkreis 37’ angedeutet.

Zum Ausbringen eines fertiggestellten Behälters ist bei dieser Variante der Vorrichtung ein Schwenkarm 39 vorgesehen, der um eine horizontal verlaufende, zur Achse 37 parallele 2 0 Achse 40 schwenkbar mit der Basisplatte 32 verbunden ist.

Zur Betätigung der beiden Schwenkarme 36, 39 sind Zylinder-Kolben-Aggregate 43 vorgesehen, das entsprechende Aggregat für den Schwenkarm 36 ist bei der gewählten Darstellung nicht sichtbar, sondern vom Tisch 32 verdeckt. Der vom freien Ende des Schwenkarms 39 überstrichene Kreis ist mit 40’ in Fig. 6 eingezeichnet. 25 Durch die gewählte, abgeknickte Form der beiden Schwenkarme 36, 39 wird es möglich, durch simultanes Anheben der Halterungen 4 und Einschwenken des mit einer Folie versehenen Schwenkarmes 36 und des leeren Schwenkarmes 39 in einem Schritt in die angehobene Matrize 35 eine neue Folie einzubringen und gleichzeitig den soeben fertiggestellten Behälter von dem Stempel 3 zu lösen, worauf die beiden Schwenkarme aus 30 dem Bereich zwischen Stempel und Matrize geschwenkt werden, nunmehr ist der Schwenkarm 36 leer während der Schwenkarm 39 einen fertiggestellten Behälter trägt und f • · • · • · • · • · • t • ·· • · • · ΜΦ « t -11 - die herabsinkende Matrize 35 eine Folie in den Bereich des Stempels 33 bringt, um nach dem Schließen der Vorrichtung den nächsten Behälter herzustellen. In der Zeit wird der fertige Behälter vom Schwenkarm 39 abgestreift, die Haltevorrichtung, bevorzugt eine Saugvorrichtung am freien Ende des Schwenkarmes 36, ergreift die nächste Folie während 5 in der geschlossenen Form der Behälter hergestellt wird, worauf das Spiel von neuem beginnt.

Man erkennt, dass gegenüber der Vorrichtung nach Fig. 1, aber auch der nach den Fig. 2 bis 5, der Bewegungsablauf deutlich vereinfacht ist und weniger Platz beansprucht wird, da es nicht notwendig ist die Schwenkarme um vertikale Achsen sowohl zu verschwenken als 10 auch in Richtung der Schwenkachse axial zu bewegen. Es ist daher sowohl die Justierung der Schwenkarme bezüglich der Basisplatte 2 als auch die Steuerung ihrer Bewegung gegenüber der anderen Vorrichtung deutlich vereinfacht und verbilligt. Diese Kostenreduktion betrifft insbesondere auch die Investitionen, da die zur Durchführung der Schwenkbewegung notwendigen Bauteile auch mit engen Toleranzen kostengünstig am 15 Markt erhältlich sind und eine serielle Kinematik, wie sie bei den beiden erstgenannten Ausführungsformen notwendig war gänzlich vermieden wird.

Wesentlich ist auch, dass es durch die zumindest annähernd parallele Anordnung der beiden Schwenkachsen 37, 40 in jeweils einer (oder einer gemeinsamen) Ebene, die normal zur Achse 18 des Formwerkzeuges liegt, möglich wird, eine Mehrzahl von 20 Formwerkzeugen samt Zufuhreinrichtungen und Abtransporteinrichtungen auf engem Raum und vorteilhafterweise auf einer gemeinsamen Montageplatte anzuordnen und mit einem gemeinsamen Antrieb simultan anzutreiben.

Dabei werden bevorzugt statt der bisher beschriebenen und bei Vorrichtungen des Standes der Technik ausschließlich verwendeten pneumatischen (selten hydraulischen) Zylinder-25 Kolben-Einheiten Spindeltriebe mit elektrischen Stellmotoren verwendet, da es diese ermöglichen, auch Zwischenpositionen genau und einfach anzufahren. Das ermöglicht es, beim Umrüsten der Anlage auf Behälter mit andere Höhe statt der komplizierten Umstellung der pneumatischen Zylinder-Kolben-Einheiten einfach ein anderes Programm für die Steuerung der Stellmotoren zu verwenden. 30 Die Schwenkbewegung der Arme erfolgt bevorzugt durch Schneckenantriebe, die meist selbsthemmend und immer hoch übersetzend sind, sodass auch relativ schwache Elektromotoren verwendet werden können, Getriebe überflüssig sind und so eine genaue ·· ··· · • · · ·

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Positionierung auf einfache Weise erreicht wird. Die Schneckenantriebe können dabei auf Zahnsegmenträder, die mit den Armen drehfest verbunden sind, wirken, was einen linearen Zusammenhang zwischen der Verdrehung der Schnecke und der Verschwenkung des Armes liefert. Andere Möglichkeiten, wie das Ausfahren eines Hebels od.dergl. führen 5 zwar zu keiner Linearität, dafür aber bei entsprechender Auslegung zu einem vorteilhaftem Geschwindigkeitsverlauf der Verschwenkung.

Darüber hinaus wird es durch diese Stellmotoren bzw. Schneckenantriebe auch möglich, die Zykluszeiten zu verkürzen, da die Schwenkarme schon vor dem Offnen des Formwerkzeuges in Bewegung gesetzt werden können, was bei den pneumatischen 10 Zylinder-Kolben-Einheiten wegen deren unsicherem Geschwindigkeits-Zeit-Verlauf aus Sicherheitsgründen nicht möglich ist.

Hydraulische Zylinder-Kolben-Einheiten wären theoretisch (inkompressibles Medium) auch für Zwischenlagen verwendbar, doch mit geringer Genauigkeit (thermische Ausdehnung des Fluides) und mit dem Nachteil, die Gefahr des Auftretens von Undichtigkd-15 ten in Kauf nehmen zu müssen, was besonders bei der Herstellung von Behältern für die Aufnahme von Lebensmitteln vom Kunden stark abgelehnt wird und spezielle Qualitätsund Dichtigkeitsprüfungen notwendig macht.

Die Erfindung betrifft nur den geschilderten Bereich des Herstellungsprozesses bzw. der Vorrichtung, die Zufuhr der geformten Folien bzw. Beschichtungen und der Abtransport 20 der fertigen Behälter kann auf unterschiedliche, aus dem Stand der Technik bekannte Methoden erfolgen und bedarf an dieser Stelle keiner Erläuterung.

Als eine besonders vorteilhafte Methode der Ausbringung der Folien (darunter werden alle in dieser Anmeldung und den Ansprüchen genannten Arten und Ausbildungen der Folien verstanden) sei das Vakuum-Transportieren genannt. Dabei liegt ein Stapel passend 25 geformter Folien im Bereich der „äußeren Endlage“ des Schwenkarmes 36 und ein bügelformiger, hohler Arm senkt sich mit seinen Enden zu beiden Seiten über den in der äußeren Endlage befindlichen Schwenkarm 36, bis er mit seinen Endbereichen in Kontakt mit der obersten Folie kommt. Sodann wird im Inneren des Armes Vakuum angelegt, das durch Öffnungen im Kontaktbereich Bügel - Folie für eine temporäre Verbindung sorgt. 30 Sodann wird der Arm gehoben, der mittlere Teil der Folie kommt in Kontakt mit dem Folienhalter, dessen äußere Form dem herzustellenden Behälter entspricht und der auf seiner Mantelfläche ebenfalls Öffnungen, die unter Vakuum stehen, aufweist, wodurch die ·· ···· ·· • · · · • · · · • · · · • · · · · ♦ # *· ·· ···♦ • · • ·♦ ··· • ♦ • • · • #· ··· -13-

Folie auf diesen Folienhalter aufgelegt und auf ihm fixiert wird, während der Bügel aus dem Schwenkbereich des Schwenkarmes 36 gelangt.

Sodann gelangt der Folienhalter durch Verschwenken des Armes 36 in den Bereich der äußeren Form, die abgesenkt wird, bis sie die Folie kontaktiert, an Öffnungen in der Form 5 wird Vakuum angelegt, während im Folienhalter nunmehr statt des Vakuums ein Überdruck aufgebaut wird, wodurch die Übergabe der Folie vom Folienhalter in die äußere Form erfolgt.

Schließlich wird, mit immer noch anliegendem Vakuum oder zumindest Unterdrück in der äußeren Form, die (gesamte) Form geschlossen, der Behälter hergestellt und die Form 10 wieder geöffnet, wobei der fertige Behälter durch Anlegen von Überdruck vom oberen Formteil abgelöst und vom Behälterentnahmearm abtransportiert wird. In der Zwischenzeit hat der Folienhalter eine neue Folie ergriffen, der nächste Zyklus hat damit bereits begonnen.

Dass die Form und Ausbildung der Schwenkarme anders als im dargestellten 15 Ausführungsbeispiel vorgenommen werden kann, ist für den Fachmann in Kenntnis der Erfindung selbstverständlich, er kann diese Form an die Form und Dimension des herzustellenden Behälters anpassen ohne, dass er dazu einer besonderen weiteren Anleitung bedürfte. Schließlich ist es auch nicht notwendig die Schwenkarme direkt an der Basisplatte zu befestigen, es muss nur ihre Schwenkachse zumindest im wesentlichen 2 0 parallel zur Basisplatte verlaufen und damit in einer Ebene liegen, die normal zu der durch die Matrize und den Stempel bzw. deren Relativbewegung definierten Achse liegt. Selbstverständlich ist es möglich die beiden Achsen 37 und 40 in unterschiedlichen Normalebenen zu dieser Geräteachse vorzusehen, wie es auch nicht notwendig ist, dass diese beiden Achsen zueinander parallel verlaufen, wenn dies auch wegen der 2 5 bestmöglichen Zugänglichkeit in den meisten Fällen vorteilhaft ist.

In der Zeichnung sind bei den Schwenkarmen und an anderer Stelle Fittings zum Anschluss von pneumatischen Leitungen bzw. Vakuumleitungen vorgesehen, diese dienen ausschließlich der Illustrierung. Das Gleiche gilt für die angedeuteten Absaugeinrichtungen und elektrischen Schaltkästen. 30 Selbstverständlich sind die unterschiedlichsten Kombinationen der dargestellten Ausführungsformen möglich, solange nur die Zufuhrvorrichtung im Zuge ihrer Bewegung nicht mit der Abtransportvorrichtung im Laufe deren Bewegung und beide nicht mit den • ·· · ·· ·· · · • · · · · · Φ· ··· • · · ♦ · ··· · ······· ·· · -14-

Formteilen im Zuge von deren Bewegungen kollidiert, was zu erreichen aber für den Fachmann auf dem Gebiet der Automation in Kenntnis der Erfindung kein Problem darstellt. 5

Claims

·· ·· ··· • ·· · ,, • · · · · • · · · • · · · · , ·· ·· ,, • · ··· · P42860 ···, ·, -15- P atentansprüche: 1. Verfahren zum Herstellen von mit einer Folie bzw. Beschichtung beschichteten Behältern, insbesondere aus EPS, EPP oder EPE, umfassend die folgenden Schritte: 5 Ausbilden der Folie bzw. Beschichtung in eine der Außen- bzw. Mantelkontur des herzustellenden Behälters entsprechende Form, Einbringen der geformten Folie in ein Formwerkzeug, Hinterfüllen der Folie mit dem Behältermaterial.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie bzw. Beschichtung 10 aus Kunststoff, insbesondere Polyethylen, Polystyrol, Polypropylen, PVC, oder Papier, insbesondere Papieretiketten, oder dgl., ausgebildet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Behältermaterial unter gegenüber Umgebungsbedingungen geändertem Druck und/oder erhöhter Temperatur in das Formwerkzeug eingebracht wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur in einem Bereich von 80 °C bis 150 °C, vorzugsweise von 90 °C bis 145 °C, besonders bevorzugt von 110 °C bis 130 °C, gewählt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck in einem Bereich von 0,5 bar bis 8 bar, vorzugsweise entweder von 0,5 bar bis 1,5 bar oder von 5 20 bar bis 6,5 bar, gewählt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie während des Einbringens des Behältermaterials erwärmt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine bedruckte bzw. bedruckbare Folie verwendet wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie durch Stanzen, Schneiden, Behandlung mittels Laser und dgl. in die der Außenkontur des herzustellenden Behälters entsprechende Form gebracht wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Dicke des Behältermaterials in einem Bereich von 0,5 mm bis 60 mm, bevorzugt entweder von 2 mm bis 5 mm oder von 40 mm bis 55 mm, gewählt wird. 30

φ φ

• Φφ φ φ -16-
10. Vorrichtung zur Herstellung von mit einer Folie bzw. Beschichtung beschichteten Behältern, insbesondere aus EPS, EPP oder EPE, umfassend die folgenden Elemente: eine Zufuhreinrichtung (6, 36) für eine Folie bzw. Beschichtung (24), welche eine der Außen- bzw. Umfangskontur des herzustellenden Behälters (11) entsprechende Form 5 aufweist, und ein Formwerkzeug mit einem aufhehmenden Teil (3, 33) und einem aufzunehmenden Teil (5, 35), wobei die Folie in den aufhehmenden Teil einsetzbar ist und nach einem Verschließen des aufnehmenden und aufzunehmenden Teils (3, 5; 33, 35) insbesondere über den aufzunehmenden Teil (5, 35) das Material für den herzustellenden Behälter (11) 10 in den zwischen der Folie (24) und dem aufzunehmenden Teil (3, 33) definierten Freiraum einbringbar ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß in dem aufhehmenden Teil (5, 35) des Formwerkzeugs eine Saugeinrichtung (26) zum Positionieren der Folie (24) vorgesehen ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhr einrichtung für die Folie von einem Schwenkarm (6, 36) zum Zuführen der Folie (24) in eine mit der Achse (18) des aufzunehmenden Teils (5, 35) des Formwerkzeugs ver-schwenkbaren Lage gebildet ist, wobei auf dem Schwenkarm (6, 36) eine insbesondere an die Form der Folie (24) angepaßte Halterung (8, 38) zur Aufnahme und Führung der Folie 2 0 (24) vorgesehen ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 10,11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß insbesondere im Bereich des aufhehmenden Teils (5, 35) des Formwerkzeugs zusätzlich Vorrichtungen (28) zum Aufbringen eines gegenüber Umgebungsbedingungen erhöhten Drucks und/oder einer erhöhten Temperatur vorgesehen sind.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung, insbesondere ein Schwenkarm (9, 39), zum Ausbringen des fertiggestellten Behälters (11) aus dem Formwerkzeug (3, 5, 17; 33, 35) nach einem Öffnen des Formwerkzeugs vorgesehen ist.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß 30 wenigstens eine Fördereinrichtung und/oder ein Magazin (19, 20) zum Zuführen der Folie (24) insbesondere zu dem Schwenkarm (6, 36) zum Zuführen der Folie in den aufhehmen- ·· ·· · • · · ♦ • ♦ · · • ♦ · φ φ • · ·· ··· 4 • · ···« ··· ♦ ··· -17- den Formteil (5, 35) und/oder zum Entfernen des fertiggestellten Behälters (11) vorgesehen ist.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwenkarm (36) und/oder der Schwenkarm (39) um eine im wesentlichen in einer zur 5 Achse (18) normalen Ebene liegende Achse (37,40) verschwenkbar gelagert ist.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass beide Schwenkarme (36, 39) um zueinander parallele Achsen (37,40) verschwenkbar sind.
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Achse (18) die von den beiden Achsen (37,40) aufgespannte Fläche zwischen den Achsen (37,40) durchstößt.
19. Vorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass sie mehrere Formwerkzeug mit jeweils einem aufoehmenden Teil (3, 33) und einem aufzunehmenden Teil (5, 35), samt jeweils einem Formwerkzeug zugeordneter Zufuhreinrichtung für die Folie und Ausbringeinrichtung für den fertigen Behälter umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Achsen (18) der Formwerkzeuge zueinander parallel in einer Ebene verlaufen und 15 dass die Achsen (37,40) jeweils fluchtend angeordnet sind.
20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkarme (36) und/oder die Schwenkarme (39) von jeweils einem gemeinsamen Antrieb bewegt werden.
21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Relativbewegung zwischen dem aufoehmenden Teil (3,33) des Formwerkzeuges und dem 20 aufzunehmenden Teil (5, 35) des Formwerkzeuges mittels eines Spindel-Spindelmutter-Antriebes erfolgt.
22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Schwenkarme (6, 36; 9, 39) mittels eines Schneckenantriebes bewegt wird.
23. Behälter (11), bestehend aus einer Folie bzw. Beschichtung (24) in einer der Außen- bzw. Mantelkontur des Behälters (11) entsprechenden Form und einem die Folie bzw. Beschichtung hinterfüllenden Behältermaterial, insbesondere aus EPS, EPP oder EPE. 30