CH314817A - Verfahren und Einrichtung zur Herstellung von Hohlkörpern aus Folien - Google Patents

Description

  



  Verfahren und Einrichtung zur Herstellung von Hohlkörpern aus Folien
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Hohlkörpern aus Folien, sowie eine Einrichtung zur   Durch-    führung des Verfahrens.



   Es ist bekannt, zweiteilige Hhlkörper, z. B.



  Schachteln und andere Verpackungselemente, durch Verformen thermoplastischer Folien mittels Vakuum herzustellen. Bei diesen Verfahren müssen die beiden einseitig offenen   Hohikorperteile mittels getrennter    Formen und in separaten Arbeitsgängen einzeln hergestellt werden und können erst in, einem dritten anschliessenden Arbeitsgang zu einem ge  selilossenen Behälter zusammengesetzt    oder aufeinander gepasst werden. Diese bekannten Verfahren sind nicht nur zeitraubend und relativ umständlieh, sondern sie benötigen zu ihrer Durchführung auch umfangreiche, viel  teilige Einrichtungen.   



   Die vorliegende Erfindung bezweckt, die Möglichkeit zu schaffen, Hohlkörper aus Folien mittels einer einzigen Form herzustellen.



   Das   erfindungsbemässe Verfahren    ist dadurch gekennzeichnet, dass eine erste auf eine Form aufgebrachte Folie längs einer in sich   mesehlossenen    Linie an mehreren Stellen durchbrochen wird, und dass über dieser ersten Folie eine zweite Folie angeordnet wird, die unter Bildung eines mindestens annähernd all   seitig geschlossenen Hohlraumes zwischen den    beiden Folien mittels eines durch die   Durch-      breehungen    in der ersten Folie hindureh auf der Unterseite der zweiten Folie erzeugten Vakuums im Bereich der genannten Linie gegen die erste Folie gepresst wird, wobei mindestens eine der beiden Folien aus thermoplastischem Material besteht.



   Die   ebenfalls Erfindungsgegenstand bil-    dende Einrichtung zur   Durchfiihrung    des ge  nannten    Verfahrens besitzt eine Form, eine über der Form angeordnete   Heizvorriehtung,    Mittel zur Erzeugung eines Vakuums, die mit mindestens einer Gruppe von durch die Form führenden Kanälen in Verbindung stehen, die längs einer in sich geschlossenen Linie auf der Formoberseite münden und läbgs der genannten Linie über der Formoberfläehe wirksame drchbechorgane.



   Im folgenden ist das erfindungsgemässe Verfahren zur Herstellung von Hohlkörpern aus Folien an Hand der beiliegenden   Zeich-    nung näher erläutert, die schematisch einige Ausführungsbeispiele der ebenfalls Erfin  dungsgegenstand bildenden Einriehtung    zur Durchfiihrung dieses Verfahrens zeigt.



   Fig. 1 zeigt ein erstes Beispiel im Verti  kalsehnitt.   



   Fig. 2 ist ein Vertikalsehnitt durch ein zweites Beispiel.



   Fig. 3 zeigt in Draufsicht eine mit der Einrichtung nach Fig. 2 hergestellte Ver.packung.



   Fig. 4 ist ein   Vertikalsehnitt    durch ein drittes Beispiel ; während eines bestimmten Schnittes des   erfindungsgemässen Herstellungs-    verfahrens. 



   Fig. 5 zeigt die mittels der in Fig. 4 gezeigten Einrichtung hergestellte Verpackung im Vertikalsehnitt, und
Fig. 6 ist ein Vertikalsehnitt durch ein viertes Beispiel der Einrichtung nach der Erfindung.



   Die in Fig.   1    dargestellte Einrichtung besitzt ein Gestell 1, das einen Formkasten    2    trägt. Die Innenwand des Formliastens 2 ist doppelt abgesetzt. Auf einer obern Absetzung ruht eine in den Formkasten 2 passende Form   4,    deren Oberkante etwas tiefer lie, die Oberkante des Formkastens 2.   Xber    der Form 4 ist eine in nicht gezeichneter Weise am Gestell   1    befestigte, z. B. elektrische, Heizvorrichtung 5 angeordnet, die z. B. vertikal oder horizontal verschiebbar ist. Unterhalb der Form 4 ist im Formkasten 2 ein   Raum 6    geschaffen. In diesem Ra. um 6 ist eine vertikal bewegliche Platte 7 angeordnet, die in ihrer Ruhelage auf einer   untern    Absetzung 8 der Innenwand des Formkastens 2 aufliegt.



  Die Platte 7 besitzt eine zentrale Öffnung, die mit dem Durchlass einer an der Platte befestigten Hohlwelle 9 in Verbindung steht.



  Die Hohlwelle 9 ist in einer   Bodenoffnung    des Formkastens 2 axial verschiebbar geführt.



  Der Durehlass der Hohlwelle 9 steht in nieht gezeichneter Weise mit Mitteln zur   Erzeu-      gung eines Vakuums    in Verbindung. Ferner sind nicht gezeichnete Mittel vorgesehen, zum vertikalen Verschieben der Hohlwelle 9 und somit der Platte 7. In der Form 4 ist eine nach oben offene Mulde 10 gebildet. Ferner ist in der Form 4 eine innere gruppe von Kanälen 11 vorhanden. Einerends münden die Kanäle 11 am m Umfangsrand des Muldenbodens in die Mulde 10 ; anderends stehen Kanäle 12, deren obere Mündungen in gleiehen Abständen voneinander auf einer rund um die   hIulde 10 führenden,    in sich   geschlos-    senen Linie liegen, ebenfalls mit dem Ra. um 6 in Verbindung.

   Dureh jeden Kanal 12 erstreckt sich eine den   Kanalquersehnitt    nicht voll ausfüllende nadel 13, deren Spitze nach oben gerichtet ist,   währendder    aus der Form 4 herausragende Kopf   14    der Nadel frei auf der Platte 7 abgestützt ist. Eine Schrauben feder 15, welche auf den aus der Form 4 herausragenden   Nadelteil aufgewickelt ist md    die sich einerends an der Form 4 und anderends am Nadelkopf   14    abstützt, hält den Na  delkopf    14 in dauernder Berührung mit der Platte T.



   Die beim Herstellen eines Hohlkörpers mittels der beschriebenen Einrichtung durehzuführenden   Verfahrensschritte sind    die folgenden :
Die beweglichen Teile der Einrichtung nehmen die in Fig. 1 gezeigte lage ein. Auf die Oberseite der Form 4 wird eine ebene   thermoplastisehe    Folie   a,    z. B. aus Polyäthylen, gelegt. Durch Einschlaten der   Heizvorrieil-    tung   5    wird diese Folie auf die für die    thermoplastisehe Verformung notwendige Tem-      peratur    erwärmt. Nun werden die genannten   vakuumerzeugenden    Mittel in Betrieb gesetzt.



  Das durch die Hohlwelle 9, den Raum 6 und die Kanäle 11 in der   Mulde    10 erzeugte Vakuum verformt den über der Mulde 10 liegenden Folienteil so, dass er satt an der Wandung der Mulde anliegt, wie dies in Fig.   1    gezeigt ist. Nun wird das zu verpackende Gut, z. B. eine flüssigkeit, in die muldenförmig verformte Folie a eingefüllt.



   Anschliessend wird über die Folie a eine zweite, ebene   Folie b aufgebraeht    und mittels der Heizvorrichtung erwärmt. Nun wird die Platte 7 mittels der von aussen betätigbaren Hohlwelle   9    um mindestens den Betrag der Dicke der Folie a naeh oben versehoben. Dadurch werden die   Nadeln 13 entgegen der    Wirkung der Federn 14 nach oben bewegt und druchstechen dabei mit ihren Spitzen die   dureh das Va, kzlum auf der    Form festgehaltene Folie   a,    worauf die Platte 7 und somit die Nadeln 13 in ihre   Ausgangslage zurückge-    führt werden.

   Dabei wird der im Bereich der Durchbreehoffnungen der   Folie a, dureh    welche   hindureh    nun das   Vacuum    auf die Unter , seite der Folie   b    wirkt, liegende Teil der letzteren schlagartig gegen die Folie a gepresst. Das genannte Anpressen bewirkt ein Verschweissen der Folie   b    mit der Folie a längs der Linie, auf welcher die Durchbre  chungen    in der Folie a liegen ; diese Druch brechungen selbst werden dabei wieder zuge  schweisst, und    sind am fertigen Produkt nicht mehr ersichtlich. Nach erfolgtem Abkühlen kann der ans den Folien a und b geildete, allseitig geschlossene Hohlkörper aus der Form genommen werden. Zweckmässig wird der vorstehende Rand ausserhalb der Schweissstelle ausgestanzt.



   Durch das den Anpressdruek zwischen den beiden folien bewirkende   Vacuum    wird auch im Hohlraum zwischen den Folien, der das verpackte Gut enthält, ein gewisser Unter  druek    erzeugt. Dies ist besond, ers beim Verpaeken von Lebensmitteln erwünscht.



   Wie leicht ersiehtlich, kann nach dem beschriebenen Verfahren ein Hohlkörper mit be  liebigem    Grundriss und von beliebiger Form dureh die Folien hergestellt werden.



   Die in Fig. 2 gezeigte Einriehtung entspricht, mit Ausnahme der Form, der vorangehend beschriebenen Einrichtung. Die hier vorgesehene Form 4a ist eine beidseitig ebene Platte, die nur eine Gruppe von Kanälen 12 aufweist. Diese   Kanäle 12a, durch wellche    die Nadeln   13    sich erstrecken, münden in gleichmässigen Abständen längs einer in sich ge  schlossenen Linie    an der   Formoberseite,    diese Linie c   (Fig.    3) folgt dem Umriss des zu ver  packenden    Gegenstandes d, im vorliegenden Fall einer Schere.



   Beim Herstellen der aus durchsichtigen Folien a,   b    gebildeten Verpaekung wird zuerst die Folie   ? auf    die Form   4a    gelegt und    längs der genannten Linie durch Aufwärts-    bewegen der Nadeln 13   durchbro, chen.    Dann wird die Sehere d   aufgelegt : und    letztere mit der Folie   b      zugedeckt. Anschliessend    wird die   Neizvorrieht.      iing    5   eingesehaltet    und gleich  zeitig    im Raum 6 ein   Vacuum    erzeugt ; dies hewirkt das Anpressen der Folie   b    an die Folie   a    im Bereich der Durchbrechungen der letzteren.

   Die beim Erwärmen plastisch wer  dende Folie b sehmiegt.    sich der Oberseite der   Sellera    an und wird gleichzeitig mit der Folie   rr,    verschweisst. Wie beim ersten Beispiel verschweissen dabei auch hier die genannten Durchbrechungen, und es wird eine   einwand-    frei abgeschlossene Verpackung geschaffen.



   Die in Fig. 4 gezeigte Einrichtung ist bis auf die verwendete Form gleich   ausgebil-    det wie bei den vorangehend beschriebenen Beispielen. Im vorliegenden Fall ist eine mit einer nach oben offenen Mulde 106 versehene Form   4b    vorgesehen mit einer innern Gruppe von Kanälen 11 und einer äussern Gruppe von Kanälen   12b.   



   Das mit dieser Einrichtung durchzufüh  rende Verfahren kann als Kombination    der beiden vorangehend beschriebenen Verfahrensbeispiele angesehen werden.



   Analog dem erstbeschriebenen Verfahen wird vorerst die erste Folie a auf die Form   4b    aufgelegt, erwärmt, mittels Vakuum verformt und anschliessend mittels der Nadeln 13 längs einer in sich gesehlossenen, mit Abstand dem Rand der Mulde 10b folgenden Linie   durch-    broche. Die vorliegende Einrichtung eignet sich besonders zum Verpacken von solchen Gegenständen, die einen starren und einen nachgiebigen bzw. weichen Teil aufweisen.



  Im vorliegenden Fall ist der zu   verpa. ckendb    Genstand eine Handbürste e. Diese Bürste c @ wird mit dem Rand ihres Grif : fteils so auf die verformte Folie a aufgelegt, dass ihr Borstenbesatz in die in der Mitte der Folie a geschaffene Mulde ragt, während der Griffteil der Bürst   e    über diese Mulde vorsteht.



  Nun wird die zweite Folie b, den Griffteil der Bürste e überdeckend auf die Folie a aufgelegt. Durch Erwärmen mittels der Heizvorrichtung 5 und gleichzeitiges Erzeugen eines Vakuums durch die Durchbrechungen in der Folie a hindurch auf der Unterseite der Folie b, wird letztere der Form des Bürstenhandgriffes entsprechend verformt und im Bereich der genannten Durchbrechungen gegen die Folie a gepresst. Bei entsprechender Erwärmung wird dadurch   die Folie b    an dieser Stelle mit der Folie a verschweisst ; die Durchbrechungen in der Folie a verschweissen da. bei, und es entsteht eine allseitig   geschlos-    sene Verpackung, wie sie in Fig. 5 im Schnitt dargestellt ist.



   Fig. 6 zeigt ein weiteres Beispiel einer Einrichtung zur Herstellung von Hohlkörpern aus thermoplastischen Folien. Im allgemeinen   unterscheidet    sich diese Einrichtung ebenfalls nur durch die verwendete Form von den vor  angehend beschriebenen    Beispielen. Die Form 4c besitzt eine   halbkugelformige    Mulde 10c, eine innere Gruppe von Kanälen 11c und eine äussere Gruppe von Kanälen   12c.   



   Bei der Herstellung des Hohlkörpers wird wie bei den an n Hand der Fig.   1    und 3 be  schriebenen    Verfahren zuerst, die Folie a auf die Form 4c aufgelegt,   erwärmt mittels Va-      kuum    der Mulde 10c entsprechend verformt und durch   Aufwärtsstossen    der   Nadeln 13    längs einer dem Umfangsrand der Mulde 10c folgenden Linie durchbrochen. Anschliessend wird die zweite Folie   b    aufgelegt. An einer Stelle wird ausserdem zwischen die beiden Folien a. und b ein Röhrchen 16 gelegt, das einerends   a, n eine nieht gezeiehnete Druek-    luftquelle angeschlossen ist und   anderends    in die in der Folie a gebildete Mulde mündet.



  Nun wird die Folie   b    erwärmt und unter der   Anpresswirkung    des gleichzeitig im Raum 6    erzeugten Vakuum@ im Bereich der Durchbre-    chungen in der Folie a mit der letzteren ver  schweisst.    Dadurch wird ein bis auf die Mündung des   Röhrehens    16 allseitig geschlossener,   halbkugelformiger Hohlkörper gebildet.    Anschliessend wird dem Innenraum dieses Hohlkörpers durch das   Rohrchen    16 Druckluft zugeführt, die bei entsprechender Erwärmung der Folie b ein wölben derselben nach aussen zur Folge hat. Der im genannten Hohlraum erzeugte Druck wird so gewählt, dass der sich   deformierende Folienteil Halbkugelform    annimmt.

   Um während der Verformung der   , olie b    ein lösen derselben von der Folie a an der genannten Schweissstelle zu verhindern, muss der entsprechende Randteil der Folien eventuell gekühlt werden. Anschliessend wird   der Hohlkörper a, b aus    der Form genommen und ausserhalb der Schweissstelle ausgestanzt.



  Die nach Entfernen des   Röhrehens    16 verbleibende Offnung kann   als Einfülloffnung    für eine zu verpackende flüssigkeit dienen und/oder anschliessend   zugesehweisst    werden.



   Es versteht sieh, dass vor dem Aufbringen der Folie   b    irgendwelche zu verpackende feste   Korper    in die in der Folie a gebildete Mulde gelegt werden können. Sol1 beispielsweise ein Ball in der beschriebenen Weise verpackt werden, so kann das an Hand von Fig.   4    erläuterte Verfahren angewendet werden, d.   h.    die Folie   b    erhält ihre form durch den als Formkorper wirkenden Ball ohne Verwendung von Druckluft.



   An Stelle der besehriebenen   Verschweissung    der beiden Folien n a und b kann natürlieh in allen Fällen ein Verkleben mittels eines geeigneten Klebemittels treten, das vor dem Auflegen der beiden Folien auf eine oder beide   Verbundflächen    aufgetragen wird.



   Soll dagegen ein zweiteiliger Hohlkörper, der sich ohne weiteres offnen lässt, z. B. eine Schachtel mit ihrem Deckel,   hergestellt wer-    den, so kann man wie folgt vorgehen : Man formt zunäehst aus der Folie a den Unterteil der Schachtel in der mit Bezug auf Fig.   1    beschriebenen Weise und lässt ihn, beispielsweise durch Kühlen der Form 4 im Bereich der Auflagefläehe der Folie a, so weit   ab-    kühlen, dass die Folie nieht mehr schweissbar aber noch so weich ist, dass sie von den Nadeln 13 durchstossen werden kann. Hierauf legt man die zweite Folie b auf und geht weiter in der mit Bezug   auf Fig. 1 beschriebe-    nen Weise vor.

   Wenn hierbei die Unterseite der Folie   b    gegen die Folie a gepresst wird, versehweisst sie sich nieht mit dieser, so dass der von der Folie   b    gebildete Deekel nach dem Abkühlen zwar genau auf den Unterteil passt, a. ber von diesem abgehoben werden kann.



  Man kann das Verschweissen der beiden Folien aueh durch Auftragen einer Schicht von silikonöl oder druch Auflegen einer dünnen, schmiegsamen Metallfolie auf die Folie a verhindern, oder man ka. nn auf die Unterseite der Folie b nur einen so geringen Unterdruck wirken   lassen, dass sie sieh    zwar im Bereich der Durchbrechungen der Folie a an diese ansehmiegt, aber sieh nicht mit ihr   versehweisst.   



  Bei dieser Ausführungsart des Verfahrens   wird ma. n zweckmässig    in der Oberseite der Form 4 im Bereich der Mündungen der Kanäle 12 eine Rille oder sonstige Vertiefungen vorsehen, in welche zuerst Teile der Folie a und   dann über diesen solehe    der Folie &  durch die Unterdruckewirkdung nach unter   ausgebuehtet    werden. Die aufeinander passenden   ausgebuehteten    Fläehen des Unterteils und des Deckels der fertigen Schachtel verhindern. dann das seitliehe   Abgleiten des Dek-    kels vom Unterteil.



   Es versteht scih, dass die zum   Durchbre-    ehen der Folie a vorgesehenen Organe auch anders als bei den beschriebenen   Einrichtun-    gen ausgebildet sein können. So ist es zum Beispiel ohne weiteres möglieh, die Folie a vor dem Auflegen der Folie b gegenüber den Mündungen der Kanäle 12 von oben her mittels einer   Stanzvorrichtung    zu durchstossen, sofern nach dem Auflegen der Folie   b    die inzwisehen durch die erzeugten Durchbrechungen in den Raum 6 eingedrungene Luft rasch genug wieder abgesaugt werden   kann.

   Aueh      der Ralml    6 und seine Verbindung mit den   nichet    dargestellten Mitteln zur Erzeugung des Vakuums sowie die Kanäle 11 und   1-2    können anders als beschrieben ausgebildet sein.



   Sofern nicht beide Folien verformt werden, wie dies zm Beispiel bei den Einrichtungen naeh den Fig. 1 und 2 der Fall ist, kann die nieht zn verformende Folie aueh aus einem nicht   thermoplastisehen    Material bestehen und zum Beispiel eine Papier-oder   Zellulosefolie    sein.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH I Verfahren zur Herstellung von Hohlkör- pern aus Folien, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste auf eine Form aufgebrachte Folie längs einer in sieh geschlossenen Linie an mehreren Stellen durchbrochen wird, und dass über dieser ersten Folie eine zweite Folie angeordnet wird, die unter Bildung eines mindestens annähernd allseitig geschlossenen Hohlraumes zwischen den beiden Folien mittels eines durch die Durchbrechungen in der ersten Folie hindurch auf der Unterseite der zweiten Folie erzeugten Vakuums im Bereicht der genannten Linie gegen die erste Folie gepresst wird, wobei mindestens die eine Folie aus thermplastiscem Material besteht.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch I, da- durch gekennzeichnet, dass als erste Folie eine thermoplastische'Folie verwendet wird, die auf den Umfangsrand einer Muldenform aufgelegt uh d vor dem genannten Durehbrechen erwä. rmt und mittels zwischen Folie und Form erzeugten Vakuums der Mulde der Form entsprechend verformt wird, worauf der auf dem Formrand liegende Folienteil durchbrochen wird, 2.

   Verfahren naeh Patentansprueh I und Unteranspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass auf den innerhalb des durchbrochenen Folien tells liegenden Teil der ersten Folie ein im Hohlkörper zu verpackender Gegenstand auf- gebracht wird, worauf die zweite ebenfalls aus thermoplastischem Material bestehende Folie den Gegenstand überdeckend auf den durchstochenen Teil der ersten Folie gelegt, auf ihrer Unterseite ein Vakuum erzeugt, die Folie erwärmt, dem über den Formrand vorstehenden Teil des Gegenstandes entsprechend verformt und'gleichzeitig längs der genannten in sich geschlossenen Linie mit der ersten Folie verschweisst wird.

   3. Verfahren nach Patentansprneh I lmd Untera. nspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite ebenfalls aus thermoplastischem Material bestehende Folie auf den auf dem Formrand anfliegenden Teil der ersten Folie aufgelegt, erwärmt und gleichzeitig mittels des durch die Durchbrechungen der ersten Folie hindurch auf ihrer Unterseite erzeugten Va kuums längs der genannten Linie mit der ersten Folie verschweisst wird, worauf die noch warme zweite Folie mittels dem zwischen den beiden Folien gebildeten Hohlraum zuge- führter Druekluft verformt wird.

   4. Verfahren nach Patentanspruch I, da- durch gekennzeichnet, dass die erste Folie auf ein ebene Formplatte gelegt wird, worauf ein zu verpackender Gegenstand auf die erste Folie gelegt und letztere'längs der Umriss- linie des Gegenstandes durchbrochen wird, worauf die zweite aus thermoplastischem Material bestehende Folie den Gegenstand üerdeckend auf die erste Folie gelegt, erwärmt und mittels des durch die Durchbrechungen in der ersten Folie hindurch auf ihrer Hunter- seite erzeugten Vakuums längs der genannten Linie mit der erstenFolie verbunden wird.

   PATENTANSPRUCH II Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, gekennzeich- net durch eine Form, eine über der Form angeordnete Heizvorriehtung, Mittel zur Er zeugung eines Vakuums, die mit mindestens einer Gruppe von durch die Form führenden Kanälen in Verbindung stehen, die längs einer in sich geschossenen Linie auf der Formoberseite münden. und längs der genannten Linie über der Formoberfläche wirksame Durchbrechorgne.