Verfahren zur Herstellung eines doppelwandigen Behälters aus Kunststoff in Kastenform, nach dem Verfahren hergestellter Behälter, Mittel zur Ausführung des Verfahrens und Verwendung des Behälters
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines doppelwandigen Behälters aus Kunststoff in Kastenform, einen nach dem Verfahren hergestellten Behälter, ein Mittel zur Ausfühmng des Verfahrens und eine Verwendung des Behälters.
Die Herstellung von Behältern aus Kunststoff in Kastenform ist allgemein bekannt. Eine besondere Art von Behältern aus Kunststoff in Kastenform mit durch Scharnier verbundenem Unter- und Oberteil weist besondere Vorteile für die Verpackung und Aufbewahrung fester Güter auf. Da die meisten schlagfesten Kunststoffe auch relativ flexibel sind, ist man neuerdings dazu übergegangen, solche kastenförmige Behälter doppelwandig herzustellen.
Man kann zwar eine gewisse Steifigkeit des fertigen Behälters auch dadurch erreichen, dass man die Behälterwände mit rippenförmigen Verstärkungen versieht, doch sind dieser Methode oft dadurch Grenzen gesetzt. dass man aus ästhetischen oder aus Platzersparnisgründen nicht so vorgehen kann, wie es vom technischen Standpunkt aus der erwünschte Zweck dieser Art der Verstärkung eigentlich verlangt.
Die flexiblen Eigenschaften verschiedener Kunst stoffs orten gestatten es m ; n vielen Fällen, solche kaslten- artigen Behälter aus einem Stück herzustellen, wobei also Scharnier und/oder Schnappverschluss mit dem Behälter selbst ein einziges Stück bilden und aus dem gleichen Matenial wie leder letztere e bestehen.
In den meisten Fällen werden solche kastenförmigen Behälter im Spritzgussverfahren hergestellt. Bei diesem Verfahren kann man aber die technisch interessante Lösung des Steifigkeitsproblems durch Anwendung des Doppelwandprinzips nicht erreichen und man ist des halb in dieser Hinsicht auf die Methode der Verstärkung durch Rippen angewiesen, die bekannte Nachteile und Grenzen hat. Es ist auch allgemein bekannt, dass die für den Spritzguss erforderlichen Maschinen und Formen recht teuer Isind und erst bei sehr hohen Stückzahlen wirtschaftlich überhaupt tragbar werden.
Neuerdings sind Verfahren vorgeschlagen worden, bei denen die bekannte Blastechnik auch zur Herstellung doppelwandiger, kastenförmiger Behälter angewandt wird. Der maschinelle Aufwand bei diesen Blasverfahren ist aber immer noch recht bedeutend. Es hat sich ausserdem gezeigt, dass eine Reihe von technischen Problemen, vor allem derjenigen der korrekten Materialverteilung, bei diesen Blasverfahren eine wich- tige Rolle spielt, so dass der wirtschaftlichen Herstellung solcher Kästen Grenzen gesetzt sind. insbesondere bei i grösseren Gegenständen, wie Koffern usw. Die An- wendung des Doppelwandprinzips hat aber ausser der physikalischen Wirkung der erhöhten Steifigkeiit auch noch eine ästhetische Bedeutung.
Man kann nämlich die Innenwand solcher doppelwandigen Kästen so gestalten, dass die zu verpackenden Gegenstände mehr oder weniger unverrückbar festgehalten werden. Dies kann man dadurch erreichen, dass man dle Innenwand mit Konturen versieht, die den Aussenkonturen der zu verpackenden Gegenstände entsprechen; man kann aber auch Teile der Innenwand in einem separaten Arbeitsgang herausschneiden und dadurch einen defimerten Raum und gleichzeitig einen Zugang zu dem Hohlraum zwischen Innen- und Aussenwand schaffen. All dlies kann erreicht wenden, ohne dass die Aussenwand in ihrer Formgebung beeinflusst wird. Man kann also auf diese Weise einen kastenförmigen Behälter herstellen, dessen äusseres Aussehen von den zweckdienlichen Konturen der Innenwand in keiner Weise beeinflusst wird.
Durch die Erfindung soll ein Verfahren zur Herstellung eines doppelwandigen Behälters aus Kunststoff in Kastenform geschaffen werden, das die eingangs geschilderten Nachteile der bekannten Verfahren nicht aufweist, vielmehr ohne erheblichen technischen Mehr aufwand eine wirtschaftliche Pnoduktion selbst bei verhältnismässig geringen Stückzahlen und bei vergleichsweise grossen Abmessungen ermöglicht.
Das den Gegenstand der Erfindung bildende Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass man zwei Platten aus thermoplastischem Kunststoff parallel zueinander unter Abdichtung der Ränder über einen Rahmen spannt. in den so gebildeten Hohlraum ein unter Druck stehendes Gas einführt, die Platten bis zum Erweichen erhitzt, die in dem Rahmen festgehaltenen Platten zwischen zwei Tiefzieh-Formhälften bringt, im Tiefziehverfahren unter Anwendung von Vakuum verformt, beim oder nach dem Schliessen der Formhälften einen Teil der Gasmenge entweichen lässt und anschliessend die verformten Platten im Bereich der Formhälftenränder miteinander verschweisst.
Der Patentschutz soll sich auch auf einen nach dem Verfahren hergestellten doppelwandigen Behälter aus Kunststoff in Kastenform erstrecken.
Ein zur Ausführung des Verfahrens geeignetes Mittel ist gekennzeichnet durch einen zur Aufnahme der zu verformenden Platten bestimmten Rahmen, der mit Mitteln zum gasdichten Anpressen der Plattenränder und mit wenigstens einem Rohrleitungsschalter versehen ist. durch den vor dem Erhitzen der Platten eine abgemessene Gasmenge unter zweckentisprechendem Druck in den Raum zwischen den Platten eingeführt und während des Formschliessvorganges wenigstens zum Teil wieder abgelassen werden kann.
Schliesslich soll der Patentschutz auch noch die Verwendung des erfindungsgemässen Behälters als Ver p ackungsbehälter umfassen.
Das Verfahren gemäss der Erfindung weist verschiedene technische und wirtschaftliche Vorteile auf.
Beispielsweise besteht ! dadurch die Möglichkeit, die Plattenmaterialien so zu wählen, dass die Aussenwand bestimmte funktionsgerechte Eigenschaften hat, wie Steifigkeit, Oberflächenhärte usw., während die Innenwand aus einem besonders flexiblen Material hergestellt werden kann, um den bestmöglichen Schutz des zu verpak- kenden Gutes zu gewährleisten. Man kann sogar für die Innenwand Verbundmaterialien verwenden, die z. B. aus weichen Kunststoffschäumen bestehen können und somit einen ganz besonders wirksamen Schutz des zu verpackenden Gutes ergeben. Schliesslich können Au ssenwand und Innenwand in unterschiedlichen Farben hergestellt werden, was bei den bekannten Verfahren nicht ohne weiteres möglich ist.
In den Zeichnungen ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles schematisch erläutert, und zwar zeigen:
Fig. 1 bis 4 die einzelnen Arbeitsgänge bei der Herstellung eines idoppelwandigen Behälters aus Kunststoff in Kastenform nach Idem erfindungsgemässen Verfahren,
Fig. 5 den fertigen Behälter in schematischer Darstellung,
Fig. 6 einen nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellten Behälter in naturgetreuer Darstellung in Draufsicht und
Fig. 7 einen Schnitt nach Linie VII-VII in Fig. 6.
In den Fig. 1 bis 4 ist das Verfahren gemäss dler Erfindung schematisch dargestellt. Gemäss Fig. 1 werden zwei Platten 1, 2 aus thermoplastischem Kunststoff auf die Ober- und Unterseite eines Rahmens 3 gelegt und mittels einer Spannvorrichtung 4, 5 so festgeh alten, dass die Plattenränder am Rahmen 3 luftdicht anliegen. Der Rahmen 3 ist mit einer Bohrung 6 versehen, die einerseits in den von den Platten 1, 2 und dem Rahmen 3 umschlossenen Hohlraum führt und anderseits über eine vorzugsweise flexible Leitung 7 mit einem Rohrleitungsschalter 8 in Verbindung steht, der im gezeigten Ausführungsbeispiel als Mehrweghahn ausgebildet ist.
Mittels dieses Rohrleitungsschalters 8 kann die Leitung 7 wahlweise mit einer in die freie Atmosphäre führenden Leitung 9 verbunden werden oder mit einer Leitung 10, die-gegebtenenfalls unter Zwischenschaltung eines Druckminderventils - mit einem Druckgasbehälter (der nicht dargestellt ist) in Verbindung steht.
Nun wird gemäss Fig. 2 in den zwischen den Platten 1, 2 befindlichen Hohlraum durch entsprechende Stellung Ides Rohrleitungsschalters 8 das unter Druck stehende Gas 11 eingeführt und die Platten 1, 2 werden durch zwei Heizvorrichtungen 12, 13 - beispielsweise Infrarotstrahler - bis zum Erweichen erhitzt, so dass sie sich unter dem Druck des Gases 11 leicht auswölben; durch dieses Auswölben soll verhindert werden, dass die erweichten Platten sich gegenseitig berühren und miteinander verschmelzen. Wie weit sich die Platten 1, 2 auswölben, hängt einerseits vom Gasvolumen und anderseits vom Gasdruck ab.
Jetzt werden zwei Tiefzieh-Formhälften 14. 15 gegen die Platten 1, 2 bewegt und gleichzeitig werden durch die an eine (nichtdargestellte) Vakuumleitung angeschlossenen Bohrungen 16, 17 die erweichten Platten 1, 2 in die Vertiefungen der Tiefzieh-Formhälften 14, 15 hineingesaugt, wie aus Fig. 3 ersichtlich ist; dabei verhindert das Gas 11 immer noch die gegenseitige Berührung und das Zusammenschmelzen der erweichten Platten 1, 2. In Fig. 4 ist das Ende des Fonnschliessvorganges dargestellt: der Rohrleitungsschalter 8 ist so umgestellt, dass die Bohrung 6 mit der in die freie Atmosphäre führenden Leitung 9 verbunden ist und somit das Gas entweichen kann.
Diese Umstellung des Rohrleitungsschaiters 8 muss natürlich schon vor Beendigung des Formschliessvorganges erfolgen, damit der Gasdruck im Raum zwischen den Platten 1, 2 nicht zu hoch wird. Im geschlossenen Zustand der Tiefzieh Formhälften 14, 15 werden die verformten Platten 1, 2 durch elektrische Heizvorrichtungen 18 im Bereich der Formhälftenränder miteinander verschweisst. Schliessen lich erfolgt im gleichen Arbeitsgang oder in einem separaten Arbeitsgang das Abtrennen des Formstückes vom Rest der Platten.
In Fig. 5 ist der fertige Behälter dargestellt, bei dem der Bereich x, in welchem die Platten 1, 2 zu sammengeschmoqzen sind, als Scharnier für das Oberund Unterteil dient. Während des Herstellungsverfahrens des Behälters kann an den Rändern y ein Schnappverschluss mitangeformt werden.
Während Fig. 5 einen nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellten Behälter nur schematisch zeigt, ist ein solcher Behälter in den Fig. 6 und 7 in naturgetreuer Darstellung gezeigt, und zwar in Fig. 6 in Draufsicht und in Fig. 7 im Schnitt nach Linie VII-VII in Fig. 6. Wie in Fig. 7 durch die gestrichelten Linien angedeutet ist, kann die Innenwand des Oberteiles teilweise entfernt sein, beispielsweise, um dem zu verpackenden Gegenstand eine gewisse Bewegungsmöglichkeit zu geben. Dieses Heraustrennen eines Teiles der Innenwand des Behälteroberteiles erfolgt in einem separaten Anbeitsgang. Der Vielfalt der Gestaltungsmög lichkeiten sind praktisch keine Grenzen gesetzt.
Auch der Grad der Versteifung kann variiert werden, bei spielsweise, indem man an inden Stellen z (Fig. 7) die beiden Platten zusammenschmelzen lässt. Es wäre auch möglich, der Innenwand einen wellenförmigen Verlauf zu geben und sie im Bereich der äusseren Wellenkämme mit der Aussenwand zu verschmelzen, die ihrerseits glatt verlaufen kann; dadurch ergäbe sich trotz der äusseren glatten Form eine sehr starke Versteifung durch eine Art hohler Rippen im Inneren des Behälters. Der fertige Behälter kann gemäss den Fig. 6 und 7 mit einem Kunststoff-Handgriff 19 versehen wenden. Man erkennt in den Fig. 6 und 7 wieder das Scharnier x und den Schnappverschluss y. Die während des Herstellungsvorganges angeformten Warzen 20, 21 dienen als Stützen beim Aufstellen des Behälters auf den Boden.
Die nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellten doppelwandigen Behälter in Kastenform eig- nen sich insbesondere als Verpackungsbehälter, beispielsweise für Reiseschreibmaschinen, aber auch für viele andere Zwecke.