Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen und Verschliessen von Plastbehältern
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen und Verschliessen von Plastbehältern, insbesondere mit rechteckiger Grundfläche, aus thermoplastischer Folie sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens. Insonderheit erstreckt sich die Erfindung auf Plastbehälter, die parallel zu ihrem Öffnungsrand verlaufende Hinterschneidungen aufweisen.
Nach einem bekannten Verfahren wird eine Folienbahn von einer Vorratsrolle abgezogen, erwärmt und durch Streckziehen die Behälter geformt. Danach werden die Behälter im Folienverband verbleibend weiter transportiert, gefüllt, in einer Verschliessstation durch Heisssiegeln verschlossen und anschliessend aus dem Folienverband ausgetrennt. Das Entformen der Behälter erfolgt, um den Weitertransport des Folienbandes nicht zu behindern, in der Weise, dass die Formkammer nach unten, also senkrecht zur Transportrichtung der Folienbahn abgesenkt wird. In gleicher Weise wird auch der Gegenhalter der Behälter beim Heisssiegeln bewegt.
Nach diesem Verfahren lassen sich jedoch nur Plastbehälter formen und verschliessen, die keine parallel zu ihrem Öffnungsrand verlaufenden Hinterschneidungen aufweisen.
Es ist auch bereits bekannt, Behälter mit parallel zum Öffnungsrand verlaufenden Hinterschneidungen und mit rundem Querschnitt herzustellen. Hierbei werden einer Formstation einzelne Folienzuschnitte zugeführt, die Behälter im Streckziehverfahren geformt und anschliessend entformt. Dabei können mehrere Behälter gleichzeitig aus einem Folienzuschnitt hergestellt werden. Bei einreihiger Herstellung der Behälter ist die Formkammer mittig geteilt. Zum Entformen werden die beiden Formkammerhälften seitlich auseinanderbewegt und anschliessend abgesenkt oder die Behälter nach oben ausgestossen. Der Entformvorgang ist hierdurch etwas umständlich. Noch schwieriger ist das Entformen der Behälter dann, wenn mehrere Behälterreihen gleichzeitig aus einem Folienzuschnitt hergestellt werden sollen.
Hierbei ist es erforderlich, die einzelnen Behälterreihen vor dem Entfernen voneinander zu trennen. Praktisch lässt sich diese Arbeitsweise jedoch nur mit verhältnismässig grossem Aufwand verwirklichen. Eine Weiterverarbeitung der Behälter im Folienverband ist hierbei nicht möglich.
Das Herstellen von einzelnen Behältern auf speziellen Formmaschinen besitzt den Nachteil, dass die Behälter unter verhältnismässig hohem Aufwand gestapelt transportiert und mit Hilfe spezieller Einrichtungen weiteren Verarbeitungsmaschinen, wie Füllen und Verschliessmaschinen, zugeführt werden müssen. Hierbei besteht ausserdem die Gefahr der Beschädigung der Behälter. Dieser Nachteil trifft besonders für Behälter zu, die sich nach unten nicht verjüngen und sich hierdurch nicht ineinanderstecken lassen. Sie benötigen demzufolge als Leergut einen erhöhten Platzbedarf.
Andererseits lassen sich derartige Behälter im gefüllten Zustand bei günstiger Raumausnutzung sehr gut stapeln.
Bei dem eingangs erwähnten Verfahren, nach dem die Behälter im Folienverband geformt, gefüllt und verschlossen werden, treten die bei der Einzelherstellung geschilderten Nachteile nicht ein. Die bekannten Verfahren und Vorrichtungen eignen sich jedoch nicht zur Herstellung und Weiterverarbeitung derartiger Behälter im Folienverband.
Der Zweck der Erfindung besteht in einer wirtschaftlichen Herstellung und Weiterverarbeitung von Plastbehältern, die sich für Sammelverpackungen besonders eignen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, aus einer thermoplastischen Folienbahn in einer oder in mehreren Reihen Behälter zu formen, die unterhalb eines nach aussen gerichteten Öffnungsrandes eine sich an diesen anschliessende und parallel zu ihm umlaufende nach innen gerichtete Rille aufweisen und mindestens eine geradlinig verlaufende Seitenwand besitzen, wobei die Erfindung insbesondere ein Entformen, Füllen und Verschliessen dieser Behälter im Folienverband ermöglichen soll.
Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe durch ein Verfahren gelöst, nach dem derartige Behälter durch Erwärmen und Verformen durch Streckziehen nach dem Negativprinzip aus einer thermoplastischen Folienbahn hergestellt werden und nach dem die Behälter anschliessend im Folienverband verbleibend, durch Weitertransport zur folgenden Verarbeitungsstation entformt und danach gefüllt und verschlossen werden, wobei mindestens die den Vorschub der Behälter behindernden Fürm- und Verschliessteile aus dem Behälterbereich winklig zur Vorschubrichtung und parallel zur Ebene der Folienbahn herausgezogen werden.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist gekennzeichnet durch die Ausbildung der Formkammer und des Gegenhalters der Verschliessstation in der Weise, dass mindestens die winklig zur Vorschubrichtung verlaufenden Form- und Verschliessteile von den übrigen Teilen der Formkammer bzw. des Gegenhalters baulich getrennt sind.
Die parallel zur Vorschubrichtung verlaufenden Form- und Verschliessteile können fest und die winklig, vorzugsweise rechtwinklig, zur Vorschubrichtung verlaufenden Form- und Verschliessteile können in ihrer Längsrichtung bewegbar angeordnet-sein.
Bei mehrreihiger Arbeitsweise können sich die rechtwinklig zur Vorschubrichtung verlaufenden senkrechten Form- und Verschliessteile über mehr als eine Behälterbreite erstrecken.
Zur Verkürzung des notwendigen Weges können die bewegbar angeordneten Form- und Verschliessteile in der Symmetrieebene der Folienbahn geteilt und gegenläufig bewegbar angeordnet sein.
Die feststehenden parallel zur Vorschubrichtung verlaufenden senkrechten Formteile sind vorzugsweise als Führungen zum Vorschub der Behälter ausgebildet.
Bei mehrreihiger Fertigung sind zweckmässig die äusseren Segmente mit den beweglichen Formteilen und die Bodenplatte sowie die Stirnseite mit den feststehenden Segmenten fest verbunden.
Die beschriebene Vorrichtung ermöglicht es, die eingangs erwähnten Behälter wirtschaftlich aus einer Folienbahn herzustellen und diese Behälter in der Folienbahn verbleibend weiter zu verarbeiten. Wie bereits dargelegt, ist es durch die Erfindung möglich, mehrere Behälter dieser besonderen Form gleichzeitig nebeneinander und hintereinander herzustellen.
Hierdurch können diese Behälter auf Anlagen hergestellt, gefällt und verschlossen werden, die in ihrer Leistung den Anlagen zur Fertigung herkömmlicher Behälter nicht nachstehen.
Die Erfindung ist nachstehend an einem Ausführungsbeispiel erläutert.
In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung der einzelnen Verfahrensstufen anhand einer Form-, Füllen und Ver schliessmaschine;
Fig. 2 eine schematische Ansicht der Formkammer mit nach einer Seite ausfahrbaren Formteilen bei einreihiger Fertigung;
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht der Formkammer bei einreihiger Fertigung, jedoch mit beidseitig ausfahrbaren Formteilen ;
Fig. 4 eine perspektivische Ansicht der Formkammer mit beidseitig ausfahrbaren Formteilen bei dreireihiger Verarbeitung;
Fig. 5 eine schematische Darstellung einer Ausführung der Verschliessstation;
Fig. 6 einen Schnitt durch die Behälterbahn nach der Linie A-A in Fig. 4;
Fig. 7 eine perspektivische Ansicht der Formkammer zum zweireihigen Formen von Behältern mit dreieckförmiger Grundfläche.
Eine Folienbahn 1 wird mittels Förderwalzen 2 von einer Vorratsrolle 3 abgezogen und bei 4 erwärmt.
Die Breite der Folienbahn 1 ist in Abhängigkeit von der Breite der Behälter 5 entsprechend der Anzahl der parallel zur Transportrichtung der Folienbahn 1 nebeneinander verlaufenden Behälterreihen 6, die aus dieser Folienbahn geformt werden sollen, festzulegen.
Die Länge des der Erwärmungsstation 4 zugeführten Folienteiles richtet sich nach der Behälterlänge und der Anzahl der Behälter 5, die in einer Reihe 6 hintereinander gleichzeitig hergestellt werden sollen. Nach dem Erwärmen wird die Folienbahn 1 weiter transportiert, so dass der erhitzte Folienteil in eine Formstation 7 gelangt, in der die Behälter 5 mittels Streckziehen nach dem Negativprinzip geformt werden. Das Entformen der Behälter 5 erfolgt in der Weise, dass die Behälter im Folienverband verbleibend als Behälterbahn 8 entformt und weiter verarbeitet werden. Zu diesem Zweck werden, um dies auf einfache Weise zu erreichen, die den Vorschub der Behälterbahn 8 behindernden Teile der Formstation 7 aus dem Bereich der Behälter 5 rechtwinklig zur Transportrichtung und parallel zur Ebene der Folienbahn 1 herausbewegt.
Danach werden die Behälter 5 durch Weitertransport der Behälterbahn 8 aus der Formstation 7 entformt und einer Füllstation 9 zugeführt. Die Formteile werden wieder in ihre ursprüngliche Lage zurückbewegt.
Wie aus den Fig. 2 bis 6 zu ersehen ist, besitzt der im Ausführungsbeispiel verwendete Behälter 5 gerade Seitenwände 10, eine rechteckige Grundfläche und auch eine rechteckige Öffnung, die mit einem nach aussen gerichteten Rand 11 versehen ist. Unterhalb des Öffnungsrandes 11 ist der Behälter 5 nach innen eingezogen, so dass eine parallel zum Öffnungsrand 11 verlaufende Rille 12 entsteht, die den gesamten Behälter 5 umschliesst. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Ausführungsform der Behälter 5 beschränkt. Der Abstand der Behälter 5 von Reihe 6 zu Reihe 6 und der Abstand der Behälter innerhalb einer Reihe 6 entspricht der Dicke der -senkrecht angeordneten Formkammerteile zwischen den Behältern.
In der Füllstation 9 werden die Behälter innerhalb der Behälterbahn 8 gefüllt und anschliessend zu einer Verschliessstation 13 gefördert. Die Behälter 5 können in dieser Station durch Eindrückdeckel oder auch mittels einer Folie 14 durch Heisssiegeln verschlossen werden. In jedem Falle wird zum Verschliessen der Behälter 5 eine Unterstützung der Behälterbahn 8 benötigt, die den Drück- oder Siegelwerkzeugen entgegenwirkt. Diese als Unterstützung der Behälterbahn 8 dienenden Gegenhalter 15 werden in gleicher Weise wie bei der Formstation 7 nach Einführen der Behälterbahn 8 in die Verschliessstation 13 von der Seite her zwischen die Behälter gebracht und nach dem Verschliessen der Behälter 5 rechtwinklig zur Vorschubrichtung und parallel zur Ebene der Behälterbahn 8 wieder herausbewegt.
Anschliessend verlassen die Behälter 5 durch Weitertransport der Behälterbahn 8 die Verschliessstation 13, werden bei 16 aus der Behälterbahn 8 ausgetrennt und auf eine Transportbahn 17 abgesetzt. Das Austrennen der Behälter 5 erfolgt zweckmässig in der Weise, dass die äusseren Kanten 18 des Öffnungsrandes 11 der Behälter 5 nach dem Austrennen mit den Aussenflächen der Seitenwände 10 der Behälter 5 in einer Ebene liegen.
Als Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens wurde eine Form-, Füll- und Verschliessmaschine gewählt. Sie besteht im wesentlichen aus der Vorratsrolle 3, den Förderwalzen 2, der Erwärmstatioa 4, der Formstation 7, der Füllstation 9, der Verschliessstation 13, der Trennstation 16, aus dem um Rollen 19; 20 geführten Transportband 17 und aus einem nicht dargestellten Antrieb.
Bei der Erwärmstation 4 handelt es sich um eine allgemein bekannte Einrichtung. Die Form station 7 besteht im wesentlichen aus einem Niederhalter 21, aus Vorstreckstempeln 22 und aus den Formkammern 23.
Die Formkammern 23 werden durch eine maschinenfest angeordnete Bodenplatte 24, auf der in einem der Behälterbreite entsprechenden Abstand, parallel zur Vorschubrichtung der Folienbahn 1 verlaufende Segmente 25 befestigt sind und durch rechtwinklig zu diesen verlaufende Formteile 26 gebildet. Die Segmente 25 sind in einem Abstand, welcher der Behälterlänge zugleich der Dicke eines Formteiles 26 entspricht, mit Aussparungen 27 versehen. In diesen Aussparungen 27 werden die rechtwinklig zur Vorschubrichtung der Folienbahn 1 verlaufenden Formteile 26 parallel zur Ebene der Folienbahn 1 hin- und hergehend geführt.
Die Anzahl der nebeneinander angeordneten Segmente 25 richtet sich nach der Anzahl der Behälterreihen 6 und die Zahl der hintereinander angeordneten Segmente 25 nach der Zahl der Behälter, die innerhalb einer Behälterreihe 6 gleichzeitig geformt werden sollen. Die am Einlauf der Folienbahn 1 liegende Stirnseite 28 der Formkammern 23 kann der Einfachheit halber ebenfalls maschinenfest angeordnet sein. Ebenso können die Segmente 25, die die äusseren Seitenwände 29 der Formkammern 23 bilden, bei mehrreihiger Fertigung, statt mit der Bodenplatte 24 mit den beweglichen Formteilen 26 fest verbunden sein.
Die Formteile 26 können bei einreihiger oder auch bei mehrreihiger Fertigung nur nach einer Seite der Maschine hubartig bewegt werden (Fig. 2), sie können aber auch, um die Hubbewegung der Formteile 26 zu verkürzen, geteilt sein und gegenläufig zueinander bewegt werden, wie dies aus Fig. 3 und 4 ersichtlich ist. Es ist auch möglich, die Bodenplatte 24 beweglich und von den Segmenten 25 getrennt anzuordnen. Sie kann dann wie die Formteile 26 seitlich verschoben werden.
Nach der Erfindung können auch Behälter geformt werden, die eine andere als rechteckförmige Grundfläche besitzen. So zeigt die Fig. 7 eine Formstation zum Formen von Behältern 5 a mit dreieckförmiger Grundfläche. Die Segmente 25 a sind in gleicher Weise wie bei den bisher beschriebenen Ausführungen ange ordnet. Die Formteile 26 a; 26 b sind jedoch schräg zur Transportrichtung der Folienbahn 1 und parallel zu den Seitenwänden der dreieckförmigen Behälter 5 a angeordnet. Hierdurch tritt eine Überschneidung der Formteile 26 a; 26b ein. Die Formteile 26 b sind daher mit Aussparungen zur Aufnahme der zugehörigen Formteile 26 a versehen. Beim Entformen der Behälter 5 a sind daher zuerst die ungeteilten Formteile 26 a und anschliessend die mit Aussparungen versehenen Formteile 26 b aus dem Behälterbereich zu entfernen.
Die Bewegung der Formteile 26 a; 26 b erfolgt nach dem Entformen der Behälter 5 a in umgekehrter Richtung. Die Verschliessstation ist in gleicher Weise ausgebildet.
Zum Formen der Behälter wird die Folienbahn 1, nachdem der erwärmte Folienteil in die Formstation 7 eingeführt worden ist, durch den Niederhalter 21 über den Formkammern 23 festgeklemmt. Die Behälter werden mittels Vorstreckstempel 22 vorgeformt und durch Saugluft 30 oder mittels Pressluft 31 in der Formkammer 23 zu ihrer endgültigen Form ausgebildet. Um die durch die Folie in den Formkammern 23 verdrängte Luft entweichen zu lassen, müssen die Formkammern 23 mit entsprechenden Entlüftungsspalten versehen sein. Nach Beendigung des Formvorganges kehrt der Vorstreckstempel 22 in seine Ausgangsstellung zurück und der Niederhalter 21 gibt die Folienbahn 1 bzw.
Behälterbahn 8 frei. Die Formteile 26 werden aus den Formkammern 23 herausgezogen, so dass sie ausserhalb des Bereiches der Behälter 5 gelangen. Durch Weitertransport der Behälterbahn 8 werden die Behälter 5 entformt und der Füllstation 9 zugeführt. Gleichzeitig ist ein während des Formvorganges erwärmter Folienteil in die Formstation gelangt. Um eine zuverlässige Führung der Behälterbahn 8 durch die gesamte Form-, Füllen und Verschliessmaschine zu gewährleisten, ziehen sich der Form der Segmente 25 entsprechende Führungsleisten 32 durch die gesamte Maschine. Die Führung der Behälterbahn erfolgt dabei insbesondere in der Rille 12 der Behälter 5.
In der Füllstation 9 werden die Behälter 5 in bekannter Weise gefüllt und anschliessend zur Verschliessstation 13 befördert. Die Verschliessstation 13 besteht aus einer Bodenplatte 33, auf der parallel zur Vorschubrichtung der Behälterbahn 8 verlaufende Gegenhalter 34 fest angeordnet sind. Die Gegenhalter 15 sind rechtwinklig zur Vorschubrichtung der Behälterbahn in Aussparungen 35 der Gegenhalter 34 hinund hergehend geführt. Im Prinzip entspricht also der untere Teil der Verschliessstation 13 dem unteren Teil der Formstation 7. Vor dem Vorschub der Behälterbahn 8 werden die Gegenhalter 15 aus dem Bewegungsbereich der Behälter 5 herausgezogen und nach Abschluss der Vorschubbewegung wieder zwischen die Behälter 5 eingeführt.
Das Verschliessen erfolgt im Ausführungsbeispiel durch Heisssiegeln, indem eine von einer Vorratsrolle 36 abgezogene Folie mittels eines Verschliessstempels 37 auf den Öffnungsrand 11 der Behälter 5 aufgesiegelt wird. Nach dem Verschliessen werden die Behälter 5, wie bereits beschrieben, aus der Behälterbahn 8 ausgetrennt und abtransportiert.