CH468282A

CH468282A - Verfahren und Einrichtung zur Herstellung, zum Füllen und Schliessen von Flaschen aus Kunststoff und nach diesem Verfahren hergestellte Flasche

Info

Publication number: CH468282A
Application number: CH1632867A
Authority: CH
Inventors: Schmidt Max
Original assignee: Pafina Patent Finanzierungs An
Priority date: 1967-11-09
Filing date: 1967-11-09
Publication date: 1969-02-15

Description

Verfahren und Einrichtung zur Herstellung, zum Füllen und Schliessen von Flaschen aus Kunststoff und nach diesem Verfahren hergestellte Flasche
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung und zum Füllen von Flaschen aus Kunststoff, geeignet zur Einfüllung beliebiger, mit Kunststoffen verträglicher Flüssigkeit. Neuzeitliche Flaschen aus Kunststoff werden bisher fast ausschliesslich im Blassystem hergestellt, und zwar in der Weise, dass in Blasmaschinen mittels Zuführung von Pressluft ein Kunststoffschlauch aufgeblasen wird und die Flaschen stückweise durch Backenelemente oder durch Quetschwerkzeuge abgetrennt und so fertig aus der Maschine kommen.

Dieses Verfahren hat grosse Nachteile, weil einmal der Arbeitsvorgang des Blasens eine erhebliche Zeit in Anspruch nimmt und selbst die bisher bekannten, besten und grössten Blasmaschinen, die mit drei Schläuchen und beispielsweise mit sechs Formen arbeiten, werfen pro Stunde maximal fünfzehnhundert Flaschen aus. Die Grossverbraucher an Flaschen, z. B. Brauereien oder Molkereien dagegen benötigen Stundenleistungen von ca.

10 000, 20 000 oder noch mehr Stück Flaschen für das Abfüllen von Bier, Milch od. dgl.

Es müssten deshalb mehrere Blasmaschinen nebeneinander aufgestellt werden, um die Bereitstellung von Flaschenvorräte bei grossen Füllbetrieben zu sichern.

Da jedoch ein Blasautomat, komplett mit Zulaufband, immerhin einen erheblichen Aufwand kostet, sind hier riesige Aufwendungen erforderlich, wenn man die Flaschen einem Abfüllbetrieb in der von ihm benötigten Menge zuführen wollte. Solche Betriebe müssten ausserdem diese Maschine in ihrem Betrieb aufstellen, denn ein Versand von fertig geblasenen Flaschen ist wegen des grossen Volumens praktisch unmöglich.

Alle diese wirtschaftlichen Schwierigkeiten drängen die einschlägigen Industriezweige nach einer Änderung in der Beschaffung von Flaschen, um die Versorgung der Abnehmer möglichst lukrativ und schnell abzuwikkeln.

Ziel der Erfindung ist es, eine neuartige Methode zu schaffen, Flaschen aus Kunststoff herzustellen, welche alle diese Nachteile vermeidet und es ermöglicht, jede gewünschte Anzahl solcher Flaschen in der Brauerei bei geringstmöglichem Raumbedarf selbst zu lagern und ohne die Notwendigkeit, in der Brauerei oder Molkerei selbst die grossen Anlagen zu etablieren. Diese Möglichkeit wird dadurch erreicht, dass die Flasche nicht mehr einstückig geblasen, sondern zweistückig vakuumgezogen wird.

Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass zwei Teilhohlkörper, ausgebildet als Flaschenoberteil und Flaschenunterteil, je aus einer thermoplastischen Kunststoff-Folie vakuumgezogen, ausgestanzt und der Flaschenoberteil mit einer Einfüll öffnung versehen, die Teilhohlkörper beschriftet bzw. bedruckt, sodann gestapelt und darnach die beiden Teilhohlkörper an der Abfüllstation miteinander verbunden, eingefüllt und verschlossen werden.

Die Voraussetzung für die Verbindung von Flaschen-ober und -unterteil wird dadurch geschaffen, dass zweckmässig, die Ränder dieser beiden Teile, d. h., des Flaschenoberteiles und des Flaschenunterteiles, mittels entsprechender Stanzung als flanschartige Verbindungsränder ausgebildet werden, an denen sie aufeinandergestellt und anschliessend fest miteinander verbunden werden, und zwar z. B. mittels Ultraschall oder mittels Reibungswärme oder mittels Hochfrequenzverschweissung. Darnach werden die fertigen Flaschen vorteilhaft in Richtung des weiteren Fertigungsablaufes gefüllt, zweckmässig mit einem Verschliessgerät verschlossen und ausgeworfen bzw. den Verpackungseinheiten, wie Kartons, Behältnissen usw. zugeführt.

Um das Verschliessen der gefüllten Flaschen zu ermöglichen, werden zweckmässig bereits nach dem Verbinden der Flaschenober- und -unterteile die Flaschenöffnungen mittels eines Anformgerätes mit einem Randwulst oder mit einem Gewinde zur Aufbringung, z. B. eines Kronenkorkens bzw. eines Schraubverschlusses, versehen.

Die erfindungsgemässe Einrichtung zur Durchführung der vorbezeichneten Verfahrensschritte ist gekennzeichnet durch eine Vakuumziehmaschine mit vorgeschalteten Heizaggregaten, sowie eine Stanzvorrichtung mit einem Flaschenhals-Trennorgan und eine Stapeleinrichtung zur Entnahme der Teilhohlkörper, ferner eine Dosiereinrichtung zur sukzessiven Abgabe je eines der zusammengehörigen Teilhohlkörper, sowie eine Verschweisseinrichtung, eine Füllstation und letztlich eine Flaschenverschliesseinrichtung, wobei zwischen Schweiss einrichtung und der Füllstation ein Anformgerät für einen Randwulst oder für ein Schraubgewinde für einen sicheren Verschluss angeordnet sein kann.

Einzelheiten der Erfindung, sowie der weitere Werdegang in den Füllbetrieben ist im wesentlichen in einer schematischen Zeichnungsdarstellung beispielsweise näher erläutert, und zwar zeigen:
Fig. 1 den Werdegang einer Flasche von der Folie über das Ausstanzen, Signieren oder Bedrucken in einer Siebdruckanlage, das Stapeln der beiden Teilhohlkörper, das Verbinden der beiden Flaschenbestandteile, das Einfüllen und Verschliessen der fertigen, eingefüllten Flasche;
Fig. 2 in einer Seitenansicht den Fertigungsablauf für das Flaschenoberteil bis zur Stapelung;
Fig. 2a desgleichen für das Flaschenunterteil;

Fig. 3 das Zubringen und Verbinden der aufeinandergestellten Flaschenteile, sowie alternativ
Fig. 3a das Einfüllen der Flasche und Verschliessen des Flaschenhalses mittels Wärme, sowie die
Fig. 3b Anformung eines Randwulstes oder eines Gewindes am Flaschenhals, das Einfüllen und Verschliessen mittels Kronenkorken oder Schraubkappe, sowie jeweils fertige, eingefüllte Flaschen.

In der Darstellung nach Fig. 1 ist die Folie mit 1 bezeichnet, welche als endloses Band von der Vorratsrolle 2 abgezogen wird. Die Teilhohlkörper der Flaschen, nämlich Flaschenoberteil 3 mit Halsansatz 3a und Flaschenunterteil 4 sind zweckmässig konisch ausgebildet und werden nach dem Vakuumziehvorgag mittels eines Stanzwerkzeuges 5, unter Belassung je eines horizontalen, flanschartigen Verbindungsrandes 6 von der Folie 1 getrennt, und zwar unter Zurücklassung einer Stanzbohrung 7. Der Rest der Folie 1 bildet Abfall. Die Formgebung der Flaschenober- bzw. unterteile beschränkt sich jedoch nicht auf die Konizität, Flaschenober- und/oder Flaschen- unterteil können auch zylinderförmige Gestalt aufweisen.

Mit dem Stanzwerkzeug 5 ist für den Flaschenoberteil 3 ein weiteres Schneidgerät 8 gleichgeschaltet, welches den vom Ziehvorgang her geschlossenen Flaschenhals 3a durch Abschneiden der Kappe öffnet. Zur Bezeichnung der Flaschen ist eine Siebdruckeinrichtung zwischengeschaltet, welche entweder den Flaschenoberteil 3 und/oder den Flaschenunterteil 4 mit einer Aufschrift oder einer Bilddarstellung 9 od. dgl. kennlich mach.

Der Fertigungsablauf ist jeweils mit den Pfeilen 10 angedeutet. Nach dem Bedruckungsvorgang werden die Flaschenteile 3 und 4 jeweils separat in gangbaren, jedenfalls aber in grösseren Mengen gestapelt, und die einzelnen Stapel 11 bzw. 11 a kommen zum Versand in die Füll-Grossbetriebe. In diesen (Brauereien, Molkereien u. dgl.) werden mittels hierfür eingerichteter Automaten Ober- und Unterteil 3, 4 aufeinandergebracht und mittels Ultraschall miteinander verbunden. Die vorher erwähnten Randpartien bilden dabei die Verbindungsflächen.

Neben der Möglichkeit durch Ultraschall ergeben sich weitere Verbindungsmethoden, z. B. durch Verschweissung mittels Reibungswärme oder mittels Hochfrequenz. In Fig. 1 sind die Verbindungswerkzeuge mit 12 bzw. 13 bezeichnet. Die nun fertige Flasche 14 wird einer Füllstation 15 zugeführt und anschliessend mittels Schweissschienen 16 od. dgl. am Hals 3 a durch Zusammendrücken fest verschlossen.

Die Fig. 2 und 3 zeigen schematisch den Werdegang in Seitenansicht. Die Folie 1 wird mittels Andruck- bzw.

Transportrollen oder -walzen 17 einer oder mehreren Heizstationen 18 zugeführt, bevor die Vakuumverformung mittels der Ziehplatte 19 erfolgt.

Nach der Verformung erfolgt, wie erwähnt, das Ausstanzen der Ziehlinge bzw. der Flaschenober- und Flaschenunterteile 3, 4. Auch dieser Vorgang vollzieht sich zweckmässig in separaten Arbeitsgängen, um für Flaschenober- und Flaschenunterteil 3, 4 jeweils getrennte Stapel zu erreichen. Nach dem Ausstanzen bzw. nach der Formgebung gelangen die Flaschenteile 3, 4 in die Siebdruckeinrichtunf 2, welche der besonderen Gestalt der Flaschenteile wegen zweckmässig als Rundläufer ausgebildet ist. Auf einem nachgeschalteten Trans portband 21 gelangen die Teilhohlkörper in getrennte Stapeleinrichtungen 22, aus welchen sie nach deren Anfüllung mittels eines nach unten wegschwenkbaren Deckels 23 entnommen werden können.

Zur exakten Stapelung der Teilhohlkörper 3, 4, insbesondere zur reibungslosen maschinellen Entnahme vom Stapel sind die Flaschenteile in Nähe des umlaufenden Verbindungsrandes mit einem angeformten Stapelrand 24 versehen.

In Fig. 3 ist das Aufeinandersetzen der Flaschenteile 3, 4 veranschaulicht. Die gestapelten Flaschenteile 3, 4 fallen je aus einer vertikalen Röhre 25, 26 mit Hilfe von Backenelementen 27 auf ein Transportband 28, dergestalt, dass auf je einen Flaschenunterteil 4 intermittierend je ein Flaschenoberteil 3 zu liegen kommt, welche Teile zusammen in der nachgeschalteten Verschweisstation 29 fest verbunden werden.

Von hier ab ergeben sich zwei Alternativen, (Fig. 3a und 3b), in der Ausgestaltung des Flaschenverschlusses.

Nach Fig. 3 a wird die Flasche 14 der Füllstation 15 und darnach unmittelbar der Verschluss-(Schweiss-)Station 16 zugeführt und die Flasche ist versandfertig. Es können sich jedoch Möglichkeiten ergeben, bei denen ein Verschlusschweissen nicht angebracht erscheint, so dass auf die herkömmliche Art des Verschlusses mittels Kronenkorken 32 oder mittels Schraubkappen 33 zurückgegriffen werden muss.

Diese Variante zeigt die Fig. 3b. Auf die leere Flasche wird mittels eines zwischengeschalteten Werkzeuges 3 ein Wulst 31 aufgebracht, auf welchen nach dem Füllen der Flasche ein Kronenkorken 32 in bekannter Weise aufgedrückt wird (siehe auch Fig. 1).

Bei andersgelagerter Ausführung des zwischengeschalteten Werkzeuges 30 kann auf den Flaschenhals 3a ein Schraubgewinde aufgebracht werden, so dass der Flascheninhalt durch eine Schraubkappe 33 am unbeabsichtigten Entleeren gehindert wird.

Nach den vorliegenden Resultaten ist es gemäss der Erfindung also möglich, beispielsweise mit einer Vierzigfach-Form und einer Sechszonenbeheizung ca. 40 000 Flaschenober- bzw. -unterteile in je einer Maschine pro Stunde herzustellen. Es können also unbeschränkte Mengen solcher Flaschenober- und -unterteile leicht in einem vollautomatischen Arbeitsgang hergestellt werden.

Die Teile sind in Kartons verpackt und gelangen so in die Grossfüllstationen der Brauereien, Molkereien oder Mineralwasserbetriebe. Bei der Weiterverarbeitung in diesen Grossabfüllstationen ist dann lediglich eine Maschine erforderlich, welche die Flaschenober- und unterteile laufend zusammenschweisst. Dies geschieht, wie angedeutet, zweckmässig, durch Ultraschall-Verschweissung. Wo jedoch, wie angedeutet, eine andere Verbindungsart vorgezogen wird bzw. vorgezogen werden muss, ist diese mittels der flanschartig nach aussen stehenden Randpartien der Flaschenteile ohne Schwierigkeit möglich.

Es ist selbstverständlich, dass die Flasche in bzw. aus verschiedenen Kunststoffrohmaterialien hergestellt werden kann. Zweckmässig dürfte schlagfestes Polystyrol sein, das gegen Stoss und Brauch weitgehend unempfindlich ist, jedenfalls entschieden unempfindlicher wie die bisherigen Glasflaschen. Natürlich könnte auch als Rohmaterial Hochdruckpolyäthylen od. dgl. verwendet werden.

Möglich ist bei dieser Ausgestaltung der Flaschen auch eine farbkontrastierende Fertigung der Flaschen ober- und -unterteile bzw. eine Ausführung z. B. mit transparenten oder gedecktfarbigen Flaschenteilen, so dass auch in dieser Beziehung die einschlägige Industrie kaum mehr vor Schwierigkeiten steht.

Obiges Verfahren eignet sich zur Herstellung aller Arten Flaschen, wie beispielsweise Vasen u. dgl.

Claims

PATENTANSPRUCH 1 Verfahren zur Herstellung und zum Füllen von Flaschen aus Kunststoff, geeignet zur Einfüllung von Flüssigkeit. dadurch gekennzeichnet, dass zwei Teilhohlkörper, ausgebildet als Flaschenoberteil und Flaschenunterteil, je aus einer thermoplastischen Kunststoff-Folie vakuumgezogen, ausgestanzt und der Flaschenoberteil mit einer Einfüllöffnung versehen, die Teilhohlkörper beschriftet bzw. bedruckt, sodann gestapelt und darnach die beiden Teilhohlkörper an der Abfüllstation miteinander verbunden gefüllt und verschlossen werden.

UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Ränder der Teilhohlkörper, d. h. des Flaschenoberteiles und des Flaschenunterteiles, mittels entsprechender Stanzung als flanschartige Verbindungsränder ausgebildet werden.

2. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass für den Flaschenoberteil eine Folie als endloses Band nach Durchlaufen einer oder mehrerer Heizstationen plastifiziert wird, sodann einer vollautomatisch arbeitenden Vakuumziehmaschine mit nachgeschalteter Stanzeinrichtung mit Flaschenhalsöffnungseinrichtung, zur Anbringung einer Einfüllöffnung, einer Siebdruckanlage und einer Stapeleinrichtung zugeführt wird.

3. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass für den Flaschenunterteil desgleichen eine Folie als endloses Band nach Durchlaufen einer oder mehrerer Heizstationen plastifiziert wird, sodann einer vollautomatisch arbeitenden Vakuumziehmaschine mit nachgeschalteter Stanzeinrichtung, einer Siebdruckanlage und einer Stapeleinrichtung zugeführt wird.

4. Verfahren nach dem Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Stapel von Flaschenober- und Flaschenunterteil je in ein selbsttätig arbeitendes Abgabeaggregat eingebracht werden, aus welchen diese Teile sukzessive und intermittierend auf ein Trans portband abgegeben und zu einer kompletten Flaschen aufeinandergestellt und anschliessend an den Randpartien fest miteinander verbunden werden.

5. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung der beiden Flaschenober- und Flaschenunterteile mittels Ultraschall oder mittels Reibungswärme oder mittels Hochfrequenzverschweissung erfolgt.

6. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Flaschen nach ihrer Füllung mit einem Verschliessgerät verschlossen und ausgeworfen bzw. den Verpackungseinheiten zugeführt werden.

7. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Einfüllöffnungen nach dem Verbinden der Ober- und Unterteile mittels eines Anformgerätes je mit einem Randwulst oder mit einem Gewinde zur Aufbringung, z. B. eines Kronenkorkens bzw. eines Schraubverschlusses versehen werden.

PATENTANSPRUCH II Nach dem Verfahren gemäss Patentanspruch I hergestellte Flasche, dadurch gekennzeichnet, dass diese aus zwei miteinander verbundenen Teilhohlkörpern, einem Flaschenoberteil und einem Flaschenunterteil, besteht.

UNTERANSPRÜCHE 8. Flasche nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Teilhohlkörper, d. h. Flaschenober- und Flaschenunterteil, zusammengeschweisst sind.

9. Flasche nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der beiden Teilhohlkörper mittels Siebdruckes beschriftet bzw. bebildert ist.

10. Flasche nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass diese farblos, farbigtransparent oder gedeckt-farbig ausgebildet ist.

11. Flasche nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilhohlkörper. d. h. Flaschen ober- und Flaschenunterteil, an der Mantelfläche nach aussen weisende Randansätze als Stapelränder aufweisen.

12. Flasche nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl der Verbindungsrand als auch der Randansatz für die Stapelung zugleich einen Stabilisierungsrand darstellen.

PATENTANSPRUCH III Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass sich diese aus einer Vakuumziehmaschine mit vorgeschalteten Heizaggregaten, sowie einer Stanzvorrichtung mit einem Flaschenhals-Trennorgan und einer Stapeleinrichtung zur Entnahme der Teilhohlkörper, einer Dosiereinrichtung zur sukzessiven Abgabe je eines der zusammengehörigen Teilhohlkörper, einer Verschweisseinrichtung, einer Füllstation und einer Flaschenverschliesseinrichtung zusammensetzt.

UNTERANSPRÜCHE 13. Einrichtung nach Patentanspruch III, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Schweisseinrichtung und der Füllstation ein Anformgerät für einen Randwulst oder für ein Schraubgewinde an der flaschen-Emfullött- nung für einen mechanischen Verschluss, wie einen Kronenkorken oder eine Schraubkappe, angeordnet ist.

14. Einrichtung nach Patentanspruch III, dadurch gekennzeichnet, dass diese zusätzlich eine Siebdruckeinrichtung aufweist.

15. Einrichtung nach Patentanspruch III, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung zwischen den Einzelstationen durch Transportbänder hergestellt wird.

16. Einrichtung nach Patentanspruch III, dadurch gekennzeichnet, dass für sämtliche Arbeitsvorgänge synchrongeschaltete Steuermittel vorgesehen sind.