DE102007002132A1

DE102007002132A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von tubenartigen Körpern

Info

Publication number: DE102007002132A1
Application number: DE102007002132A
Authority: DE
Inventors: Anton Demarmels; Hans Kühn
Original assignee: STRECKTECH AG
Current assignee: STRECKTECH AG
Priority date: 2006-09-01
Filing date: 2007-01-11
Publication date: 2008-03-06
Also published as: DE112007002704A5; WO2008025332A3; WO2008025332A2

Abstract

Das Verfahren und die Vorrichtung dienen zur Herstellung von tubenartigen Körpern. Ein spritzgusstechnisch hergestellter Vorformling aus einem thermoplastischen Material wird in einer Blasform durch biaxiales Expandieren zu einem Behälter umgeformt. Die Umformung erfolgt durch einen Reckvorgang und durch Zuführung eines unter Druck stehenden Blasgases. Der Reckvorgang erfolgt unter Verwendung einer Reckstange, die in einen Innenraum des Vorformlings eingeführt wird und gegen eine Kuppe des Mündungsabschnittes drückt. Der Behälter wird als Zwischenprodukt der Blasform entnommen und ein einem Mündungsabschnitt abgewandt angeordneter Randbereich des Behälters wird abgeschnitten. In einem abschließenden Produktionsschritt erfolgt ein Zusammendrücken des Schnittrandes und ein Verschweißen. Das Verschließen des tubenförmigen Behälters kann wahlweise vor oder nach einem Füllvorgang durchgeführt werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines tubenartigen Körpers.
Die Erfindung betrifft darüber hinaus eine Vorrichtung zur Herstellung eines tubenartigen Körpers, die eine Glaseinrichtung zur Herstellung eines blasgeformten Behälters aus einem thermoplastischen Material und eine Eingabeeinrichtung zur Aufnahme des blasgeformten Behälters sowie eine Ausgabeeinrichtung zur Entnahme des tubenartigen Körpers aufweist.
Derartige tubenartigen Körper können beispielsweise als eine Tube entsprechend dem allgemeinen Sprachgebrauch ausgebildet sein, die einen mit einem Gewinde oder Prellnocken bzw. Hinterschneidungen versehenen Mündungsabschnitt aufweist, auf den ein Drehverschluß aufgesetzt ist. Ausgehend vom mit dem Gewinde versehenen Mündungsabschnitt weist eine derartige Tube einen Schulterbereich auf, der den Mündungsabschnitt über eine Querschnitterweiterung in einen Hauptteil des Körpers überleitet. Im Bereich des dem Mündungsabschnitt abgewandten Teiles ist eine derartige Tube verschlossen.
Übliche Produktionsverfahren zur Herstellung derartiger Tuben sind beispielsweise die Herstellung von Rohrabschnittförmigen Vorformlingen aus einem Folienmaterial, das anschließend mit einem spritzgußtechnisch hergestellten Mündungsabschnitt mit angeformter Schulter verschweißt wird. Ebenfalls existieren Extrusionsverfahren sowie sogenannte Tiefziehverfahren, bei denen die tubenartigen Körper aus spritzgußtechnisch hergestellten Vorformlingen produziert werden.
In der WO 97/40972 wird die Herstellung eines tubenartigen Körpers beschrieben, bei dem zunächst ein behälterartiger Körper blasgeformt und anschließend ein Bodenbereich dieses Behälters aufgeschnitten wird.
Zur blastechnischen Herstellung von Behältern aus zuvor spritzgegossenen Vorformlingen sind bereits unterschiedliche Verfahren und Vorrichtungen bekannt.
Es wird hierbei ein Vorformling nach einer thermischen Konditionierung innerhalb einer Blasform von einer Reckstange gereckt und durch Blasdruckeinwirkung in den Behälter umgeformt wird. Die Reckstangen werden hierbei häufig von pneumatischen Zylindern oder über Kurvensteuerungen positioniert.
Bei einer Behälterformung durch Blasdruckeinwirkung werden Vorformlinge aus einem thermoplastischen Material, beispielsweise Vorformlinge aus PET (Polyethylenterephthalat), innerhalb einer Blasmaschine unterschiedlichen Bearbeitungsstationen zugeführt. Typischerweise weist eine derartige Blasmaschine eine Heizeinrichtung sowie eine Blaseinrichtung auf, in deren Bereich der zuvor temperierte Vorformling durch biaxiale Orientierung zu einem Behälter expandiert wird. Die Expansion erfolgt mit Hilfe von Druckluft, die in den zu expandierenden Vorformling eingeleitet wird. Der verfahrenstechnische Ablauf bei einer derartigen Expansion des Vorformlings wird in der DE-OS 43 40 291 erläutert. Die einleitend erwähnte Einleitung des unter Druck stehenden Gases umfaßt auch die Druckgaseinleitung in die sich entwickelnde Behälterblase sowie die Druckgaseinleitung in den Vorformling zu Beginn des Glasvorganges.
Der grundsätzliche Aufbau einer Glasstation zur Behälterformung wird in der DE-OS 42 12 583 beschrieben. Möglichkeiten zur Temperierung der Vorformlinge werden in der DE-OS 23 52 926 erläutert.
Innerhalb der Vorrichtung zur Glasformung können die Vorformlinge sowie die geblasenen Behälter mit Hilfe unterschiedlicher Handhabungseinrichtungen transportiert werden. Bewährt hat sich insbesondere die Verwendung von Transportdornen, auf die die Vorformlinge aufgesteckt werden. Die Vorformlinge können aber auch mit anderen Trageinrichtungen gehandhabt werden. Die Verwendung von Greifzangen zur Handhabung von Vorformlingen und die Verwendung von Spreizdornen, die zur Halterung in einen Mündungsbereich des Vorformlings einführbar sind, gehören ebenfalls zu den verfügbaren Konstruktionen.
Die bereits erläuterte Handhabung der Vorformlinge erfolgt zum einen bei den sogenannten Zweistufenverfahren, bei denen die Vorformlinge zunächst in einem Spritzgußverfahren hergestellt, anschließend zwischengelagert und erst später hinsichtlich ihrer Temperatur konditioniert und zu einem Behälter aufgeblasen werden. Zum anderen erfolgt eine Anwendung bei den sogenannten Einstufenverfahren, bei denen die Vorformlinge unmittelbar nach ihrer spritzgußtechnischen Herstellung und einer ausreichenden Verfestigung geeignet temperiert und anschließend aufgeblasen werden.
Im Hinblick auf die verwendeten Blasstationen sind unterschiedliche Ausführungsformen bekannt. Bei Blasstationen, die auf rotierenden Transporträdern angeordnet sind, ist eine buchartige Aufklappbarkeit der Formträger häufig anzutreffen. Es ist aber auch möglich, relativ zueinander verschiebliche oder andersartig geführte Formträger einzusetzen. Bei ortsfesten Blasstationen, die insbesondere dafür geeignet sind, mehrere Kavitäten zur Behälterformung aufzunehmen, werden typischerweise parallel zueinander angeordnete Platten als Formträger verwendet.
Aus der WO 00/74924 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung von tubenförmigen Körpern bekannt, bei dem ein Vorformling in eine Blasform eingesetzt und gleichzeitig sowohl gereckt als auch durch Verwendung von Blasgas expandiert wird. Ein für eine spätere Verwendung vorgesehener Mündungsabschnitt des Vorformlings ragt in einen Innenraum der Blasform hinein und wird außenseitig von einer Handhabungseinrichtung eines Ziehwerkzeuges ergriffen. Das Ziehwerkzeug umfaßt hierbei mit zwei verschwenkbar angeordneten Zangenbacken außenseitig den Mündungsabschnitt und führt durch ein Greifprofil einen Formschluß mit einem Außenprofil des Mün dungsabschnittes herbei. Hierdurch können Zugkräfte auf den Vorformling übertragen werden.
Die bislang bekannten Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung von tubenartigen Körpern sind noch nicht in ausreichender Weise dafür geeignet, hohe Produktionsraten an tubenförmigen Körpern bei gleichzeitig niedrigen Produktionskosten zu unterstützen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren der einleitend genannten Art derart zu verbessern, daß hohe Produktionsraten bei guter Produktqualität unterstützt werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die folgenden Verfahrensschritte aufeinanderfolgend durchgeführt werden:

a) spritzgußtechnische Herstellung eines Vorformlings aus einem thermoplastischen Material, der an einem Bereich, der zur Ausbildung eines Mündungsabschnittes des tubenartigen Körpers vorgesehen ist, verschlossen und in einem gegenüberliegenden Bereich offen ausgebildet ist,
b) Einsetzen des Vorformlings in eine Blasform,
c) biaxiales Expandieren des Vorformlings zu einem Behälter durch Recken unter Verwendung einer Reckstange, die in den Vorformling eingeführt wird und die gegen eine Innenseite des verschlossenen Bereiches des Mündungsabschnittes drückt sowie Zuführung eines unter Druck stehenden Blasgases,
d) Entnahme des Behälters aus der Blasform,
e) Abschneiden eines dem Mündungsabschnitt gegenüberliegenden Randbereiches des Behälters.

Als Blasgas kann insbesondere Blasluft verwendet werden.
Weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung der einleitend genannten Art derart zu konstruieren, daß eine optimale Verfahrensdurchführung unterstützt wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen der Eingabeeinrichtung und der Ausgabeeinrichtung eine Schneideinrichtung zum Abschneiden eines Randbereiches des Behälters angeordnet ist, wobei der Randbereich einem Mündungsabschnitt des Behälters gegenüberliegend angeordnet ist, und wobei die Glaseinrichtung eine in einen Innenraum eines in die Glaseinrichtung eingesetzten Vorformlings einführbare Reckstange aufweist.
Alternativ zur Durchführung des Reckvorganges unter Verwendung einer in den Vorformling einführbaren Reckstange ist es auch möglich, eine außenseitig am Vorformling angreifende Zieheinrichtung zu verwenden.
Ein wesentliches Verfahrensmerkmal ist im vollständigen Abtrennen des dem Mündungsabschnitt gegenüberliegenden Randes des Behälters zusehen. Der Randbereich umfaßt hierbei nicht notwendig nur den eigentlichen Bereich des Randes, sondern gegebenenfalls auch einen Teil des sich zwischen diesem Rand und dem Mündungsabschnitt erstreckenden Seitenwandbereiches. Die konkrete Lokalisierung der Schnittebene kann anwendungsabhängig erfolgen. Insbesondere ist es auch nicht zwingend erforderlich, daß ein Abtrennen senkrecht zu einer Mittellinie des Behälters durchgeführt wird, sondern es können hier anwendungsabhängig schräg zur Mittellinie verlaufende Trennebenen vorgegeben werden. Ebenfalls ist nicht zwingend die Herstellung eines glatten Schnittrandes vorgegeben, sondern in Abhängigkeit vom verwendeten Schneidwerkzeug kann die Kontur des Randes an die jeweiligen Produktionsanforderungen oder die jeweilige Produktgestaltung optimiert angepaßt werden. Beispielsweise ist es möglich, die Kontur wellenförmig zu gestalten, womit ein Frische- oder Kälteeffekt suggeriert wird.
Hohe Produktionsraten werden insbesondere dadurch unterstützt, daß die Herstellung des Behälters in einem Zweistufenverfahren durchgeführt wird.
Zur Einbringung von ausreichend großen Reckkräften wird vorgeschlagen, daß der Reckvorgang unter Verwendung einer Reckstange durchgeführt wird.
Eine preiswerte Produktion wird dadurch unterstützt, daß der Behälter aus einem Vorformling mit einem Monolayer-Aufbau hergestellt wird. Insbesondere ist es aber auch möglich, einen Multilager-Aufbau zu verwenden. Bei einem Multilager-Aufbau kann beispielsweise eine Schicht als eine Barriereschicht ausgebildet sein, um einen Durchtritt von Gasen zu verhindern oder zu reduzieren. Ebenfalls ist es bei der Verpackung bestimmter Produkte möglich, eine innere Lage mit Eigenschaften zu versehen, die ein Anhaften des Produktes vermeidet oder vermindert.
Ein typisches Produktionsverfahren wird derart durchgeführt, daß als Behälter ein flaschenförmiger Behälter hergestellt wird.
Gemäß einer bevorzugten Anwendung ist vorgesehen, daß als tubenartiger Körper eine Tube hergestellt wird.
Eine besondere Anwendung besteht darin, daß als tubenartiger Körper eine Kartusche hergestellt wird.
Gemäß einer Produktionsvariante ist daran gedacht, daß eine Verschweißung des Schnittrandes vor einer Befüllung des tubenförmigen Behälters durchgeführt wird.
Gemäß einem anderen Produktionsverfahren ist es auch möglich, daß die Verschweißung des Schnittrandes nach einer Befüllung des tubenförmigen Behälters durchgeführt wird.
Eine kompakte Produktionsanlage wird dadurch bereitgestellt, daß die Eingabeeinrichtung der Schneideinrichtung mit einer Blaseinrichtung gekoppelt ist.
Ebenfalls trägt es zu einem integrierten Anlagenkonzept bei, daß die Ausgabeeinrichtung der Schneideinrichtung mit einer Fülleinrichtung gekoppelt ist.
Ein abschließender Produktionsschritt wird derart durchgeführt, daß die Schneideinrichtung mit einer Schweißeinrichtung gekoppelt ist.
Als Heizquelle kommt vorzugsweise Strahlungswärme (z.B. Infrarotstrahlung) zur Anwendung, es ist aber auch die Anwendung von beispielsweise Heißluft, Ultraschall oder Mikrowellen möglich, wobei die Erwärmung des Vorformlings über Höhe und Umfang beliebig gleichmäßig oder ungleichmäßig erfolgen kann.
In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen:
1 Eine perspektivische Darstellung einer Blasstation zur Herstellung von Behältern aus Vorformlingen,
2 einen Längsschnitt durch eine Blasform, in der ein Vorformling gereckt und expandiert wird,
3 eine Skizze zur Veranschaulichung eines grundsätzlichen Aufbaus einer Vorrichtung zur Blasformung von Behältern,
4 eine modifizierte Heizstrecke mit vergrößerter Heizkapazität,
5 eine Seitenansicht eines Behälters mit abgetrenntem Randbereich,
6 eine schematische Darstellung einer Produktionsanlage zur Herstellung und Abfüllung von tubenartigen Körpern,
7 einen als Kartusche ausgebildeten tubenartigen Körper,
8 einen Längsschnitt durch einen Vorformling zur Herstellung von tubenartigen Körpern,
9 eine stärker detaillierte Darstellung einer Blasform mit Bodenteil und
10 eine schematische Darstellung eines Vorformlings mit einer Durchdrückfläche im Mündungsbereich.
Vor der Erläuterung der detaillierten Produktionsschritte zur Herstellung des tubenförmigen Körpers sollen nachfolgend zunächst das Blasverfahren und die Blasvorrichtung zur Umformung von spritzgegossenen Vorformlingen (1) in die als Zwischenprodukt hergestellten Behälter (2) erläutert werden.
Der prinzipielle Aufbau einer Vorrichtung zur Umformung von Vorformlingen (1) in Behälter (2) ist in 1 und in 2 dargestellt.
Die Vorrichtung zur Formung des Behälters (2) besteht im wesentlichen aus einer Blasstation (3), die mit einer Blasform (4) versehen ist, in die ein Vorformling (1) einsetzbar ist. Der Vorformling (1) kann ein spritzgegossenes Teil aus Polyethylenterephthalat sein. Ebenfalls ist daran gedacht, den Vorformling (1) aus Polypropylen auszubilden. Ebenfalls ist die Verwendung von Polyethylen oder Polyamid oder Mischungen der vorstehenden Werkstoffe möglich.
Zur Ermöglichung eines Einsetzens des Vorformlings (1) in die Blasform (4) und zur Ermöglichung eines Herausnehmens des fertigen Behälters (2) besteht die Blasform (4) aus Formhälften (5, 6) und einem Bodenteil (7), das von einer Hubvorrichtung (8) positionierbar ist. Der Vorformling (1) kann im Bereich der Blasstation (3) von einem Transportdorn (9) gehalten sein, der gemeinsam mit dem Vorformling (1) eine Mehrzahl von Behandlungsstationen innerhalb der Vorrichtung durchläuft. Es ist aber auch möglich, den Vorformling (1) beispielsweise über Zangen oder andere Handhabungsmittel direkt in die Blasform (4) einzusetzen.
Zur Ermöglichung einer Druckluftzuleitung ist unterhalb des Transportdornes (9) ein Anschlußkolben (10) angeordnet, der dem Vorformling (1) Druckluft zuführt und gleichzeitig eine Abdichtung relativ zum Transportdorn (9) vornimmt. Bei einer abgewandelten Konstruktion ist es grundsätzlich aber auch denkbar, feste Druckluftzuleitungen zu verwenden.
Eine Reckung des Vorformlings (1) erfolgt bei diesem Ausführungsbeispiel mit Hilfe einer Reckstange (11), die von einem Zylinder (12) positioniert wird. Gemäß einer anderen Ausführungsform wird eine mechanische Positionierung der Reckstange (11) über Kurvensegmente durchgeführt, die von Abgriffrollen beaufschlagt sind. Die Verwendung von Kurvensegmenten ist insbesondere dann zweckmäßig, wenn eine Mehrzahl von Blasstationen (3) auf einem rotierenden Blasrad angeordnet sind.
Bei der in 1 dargestellten Ausführungsform ist das Recksystem derart ausgebildet, daß eine Tandem-Anordnung von zwei Zylindern (12) bereitgestellt ist. Von einem Primärzylinder (13) wird die Reckstange (11) zunächst vor Beginn des eigentlichen Reckvorganges bis in den Bereich eines Bodens (14) des Vorformlings (1) gefahren. Während des eigentlichen Reckvorganges wird der Primärzylinder (13) mit ausgefahrener Reckstange gemeinsam mit einem den Primärzylinder (13) tragenden Schlitten (15) von einem Sekundärzylinder (16) oder über eine Kurvensteuerung positioniert. Insbesondere ist daran gedacht, den Sekundärzylinder (16) derart kurvengesteuert einzusetzen, daß von einer Führungsrolle (17), die während der Durch-führung des Reckvorganges an einer Kurvenbahn entlang gleitet, eine aktuelle Reckposition vorgegeben wird. Die Führungsrolle (17) wird vom Sekundärzylinder (16) gegen die Führungsbahn gedrückt. Der Schlitten (15) gleitet entlang von zwei Führungselementen (18).
Nach einem Schließen der im Bereich von Trägern (19, 20) angeordneten Formhälften (5, 6) erfolgt eine Verriegelung der Träger (19, 20) relativ zueinander mit Hilfe einer Verriegelungseinrichtung (40).
Zur Anpassung an unterschiedliche Formen eines Mündungsabschnittes (21) des Vorformlings (1) ist gemäß 2 die Verwendung separater Gewindeeinsätze (22) im Bereich der Blasform (4) vorgesehen.
2 zeigt zusätzlich zum geblasenen Behälter (2) auch gestrichelt eingezeichnet den Vorformling (1) und schematisch eine sich entwickelnde Behälterblase (23).
Gemäß den dargestellten Ausführungsbeispielen können die Vorformlinge (1) einen ringförmigen oder ovalen Querschnitt aufweisen. Darüber hinaus sind auch kantige, z.B. drei- oder mehreckige Querschnitte, vorzugsweise mit gerundeten Ecken, möglich. Weiterhin können über den gesamten Querschnitt gleiche oder auch unterschiedliche Wandstärken vorgesehen werden. Es ist z.B. möglich, einen Behälter mit ovalem Querschnitt und gleichmäßiger Wandstärke aus einer Preform mit rundem Querschnitt und ungleichmäßigen Wandstärken herzustellen.
3 zeigt den grundsätzlichen Aufbau einer Blasmaschine, die mit einer Heizstrecke (24) sowie einem rotierenden Blasrad (25) versehen ist. Ausgehend von einer Vorformlingseingabe (26) werden die Vorformlinge (1) von Übergaberädern (27, 28, 29) in den Bereich der Heizstrecke (24) transportiert. Entlang der Heizstrecke (24) sind Heiz strahler (30) sowie Gebläse (31) angeordnet, um die Vorformlinge (1) zu temperieren. Nach einer ausreichenden Temperierung der Vorformlinge (1) werden diese an das Blasrad (25) übergeben, in dessen Bereich die Blasstationen (3) angeordnet sind. Die fertig geblasenen Behälter (2) werden von weiteren Übergaberädern einer Ausgabestrecke (32) zugeführt.
Es besteht weiter die Möglichkeit, in die geöffnete Blasform ein oder mehrere Etiketten einzuführen, die zum Produktionsende fest mit dem fertigen Behälter verbunden sind, was gegebenenfalls einen separaten Etikettiervorgang einspart.
Um einen Vorformling (1) derart in einen Behälter (2) umformen zu können, daß der Behälter (2) Materialeigenschaften aufweist, die eine lange Verwendungsfähigkeit von innerhalb des Behälters (2) abgefüllten Lebensmitteln, insbesondere von Getränken gewährleisten, müssen spezielle Verfahrensschritte bei der Beheizung und Orientierung der Vorformlinge (1) eingehalten werden. Darüber hinaus können vorteilhafte Wirkungen durch Einhaltung spezieller Dimensionierungsvorschriften erzielt werden. Die Verwendung der erfindungsgemäßen Tuben und/oder Kartuschen ermöglicht beispielsweise auch die Verpackung von medizinischen, kosmetischen, pharmazeutischen und chemischen Inhalten, insbesondere auch von Klebstoffen.
Als thermoplastisches Material können unterschiedliche Kunststoffe verwendet werden. Einsatzfähig sind beispielsweise PET, PEN, PA oder PP.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich insbesondere auch auf die neuartige Verwendung von Tuben und/oder Kartuschen zur Verpackung der vorstehend oder nachfolgend erwähnten Produkte. Die Kombination der Tuben und/oder Verpackungen, die entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt sind, mit einem oder mehreren der aufgeführten zu verpackenden Produkte stellt somit einen eigenständigen Erfindungsgedanken dar.
Die Expansion des Vorformlings (1) während des Orientierungsvorganges erfolgt durch Druckluftzuführung. Die Druckluftzuführung ist in eine Vorblasphase, in der Gas, zum Beispiel Preßluft, mit einem niedrigen Druckniveau zugeführt wird und in eine sich anschließende Hauptblasphase unterteilt, in der Gas mit einem höheren Druckniveau zugeführt wird. Während der Vorblasphase wird typischerweise Druckluft mit einem Druck im Intervall von 10 bar bis 25 bar verwendet und während der Hauptblasphase wird Druckluft mit einem Druck im Intervall von 25 bar bis 40 bar zugeführt.
Aus 3 ist ebenfalls erkennbar, daß bei der dargestellten Ausführungsform die Heizstrecke (24) aus einer Vielzahl umlaufender Transportelemente (33) ausgebildet ist, die kettenartig aneinandergereiht und entlang von Umlenkrädern (34) geführt sind. Insbesondere ist daran gedacht, durch die kettenartige Anordnung eine im wesentlichen rechteckförmige Grundkontur aufzuspannen. Bei der dargestellten Ausführungsform werden im Bereich der dem Übergaberad (29) und einem Eingaberad (35) zugewandten Ausdehnung der Heizstrecke (24) ein einzelnes relativ groß dimensioniertes Umlenkrad (34) und im Bereich von benachbarten Umlenkungen zwei vergleichsweise kleiner dimensionierte Umlenkräder (36) verwendet. Grundsätzlich sind aber auch beliebige andere Führungen denkbar.
Zur Ermöglichung einer möglichst dichten Anordnung des Übergaberades (29) und des Eingaberades (35) relativ zueinander erweist sich die dargestellte Anordnung als besonders zweckmäßig, da im Bereich der entsprechenden Ausdehnung der Heizstrecke (24) drei Umlenkräder (34, 36) positioniert sind, und zwar jeweils die kleineren Umlenkräder (36) im Bereich der Überleitung zu den linearen Verläufen der Heizstrecke (24) und das größere Umlenkrad (34) im unmittelbaren Übergabebereich zum Übergaberad (29) und zum Eingaberad (35). Alternativ zur Verwendung von kettenartigen Transportelementen (33) ist es beispielsweise auch möglich, ein rotierendes Heizrad zu verwenden.
Nach einem fertigen Blasen der Behälter (2) werden diese von einem Entnahmerad (37) aus dem Bereich der Blasstationen (3) herausgeführt und über das Übergaberad (28) und ein Ausgaberad (38) zur Ausgabestrecke (32) transportiert.
In der in 4 dargestellten modifizierten Heizstrecke (24) können durch die größere Anzahl von Heizstrahlern (30) eine größere Menge von Vorformlingen (1) je Zeiteinheit temperiert werden. Die Gebläse (31) leiten hier Kühlluft in den Bereich von Kühlluftkanälen (39) ein, die den zugeordneten Heizstrahlern (30) jeweils gegenüberliegen und über Ausströmöffnungen die Kühlluft abgeben. Durch die Anordnung der Ausströmrichtungen wird eine Strömungs-richtung für die Kühlluft im wesentlichen quer zu einer Transportrichtung der Vorformlinge (1) realisiert. Die Kühlluftkanäle (39) können im Bereich von den Heizstrahlern (30) gegenüberliegenden Oberflächen Reflektoren für die Heizstrahlung bereitstellen, ebenfalls ist es möglich, über die abgegebene Kühlluft auch eine Kühlung der Heizstrahler (30) zu realisieren.
Nachdem nunmehr die Produktionsschritte zur Herstellung des als Zwischenprodukt verwendeten Behälters (2) näher erläutert wurden, erfolgt unter Bezugnahme auf 5 die Erläuterung der Herstellung der weiteren Produktionsschritte. Zur Herstellung eines tubenförmigen Behälters (41) wird vom Behälter (2) ein Randbereich (42) abgetrennt. Dies kann mechanisch oder unter Einsatz anderer geeigneter Trennverfahren erfolgen. Der Randbereich (42) wird vom tubenförmigen Behälter (41) entfernt und kann einer weiteren Verwendung, beispielsweise einem Materialrecycling zugeführt werden.
Der Randbereich (42) ist mit einem Außenprofil (54) versehen, um den Vorformling (1) in ausreichender Art und Weise bei der Durchführung des Blas- und Reckvorganges in der Blasform (4) zu haltern. Beispielsweise ist es möglich, das Außenprofil (54) als einen Außenflansch auszubilden, der insbesondere zur Übertragung von Kräften geeignet ist, die in Richtung einer Längsachse (55) wirken und beispielsweise durch die Durchführung des Reckvorganges generiert werden. Es ist aber auch möglich, das Außenprofil (54) ähnlich oder identisch zum Mündungsabschnitt (21) zu gestalten.
In 6 ist eine Produktionsanlage dargestellt, bei der sämtliche Produktionsschritte örtlich zusammengefaßt durchgeführt werden. Granulatförmiges Ausgangsmaterial (43) wird einer Spritzgußeinrichtung (44) zugeführt und hier zu den Vorformlingen (1) umgeformt. Die Vorformlinge (1) werden einer Glaseinrichtung (45) zugeführt und dort in die Behälter (2) umgeformt. Die Behälter (2) werden anschließend einer Schneideinrichtung (46) zugeführt, die die Randbereiche (42) vom Restbereich der Behälter (2) abtrennt und hierdurch die tubenförmigen Behälter (41) bereitstellt. Die tubenförmigen Behälter (41) werden in einem weiteren Produk tionsschritt einer Fülleinrichtung (47) zugeführt, die ein Füllgut in den tubenförmigen Behälter (41) einbringt.
Bei einem derartigen Verfahren erweist es sich als Vorteil, daß der Mündungsabschnitt (21) des tubenförmigen Behälters (41) von einer Kuppe (56) verschlossen ist. Auf den Mündungsabschnitt (21) kann beispielsweise durch Aufschrauben oder Aufprellen eines Deckels und/oder Aufbringen einer Mündungsversiegelung ein Abschlußelement aufgebracht werden. Der Befüllvorgang wird durch den offenen dem Mündungsabschnitt (21) gegenüberliegenden Bereich des tubenförmigen Behälters (41) durchgeführt, der zuvor durch das Abschneiden des Randbereiches (42) erzeugt wurde.
In einem abschließenden Produktionsschritt wird der befüllte tubenförmige Behälter (41) einer Schweißeinrichtung (48) zugeführt, die den noch offenen dem Mündungsabschnitt (21) gegenüberliegenden Bereich des tubenförmigen Behälters (41) im Bereich eines Schnittrandes (49) verschließt.
Abweichend vom Produktionskonzept in 6 können unterschiedliche Varianten realisiert werden. Insbesondere ist es nicht erforderlich, alle dargestellten Komponenten an einer gemeinsamen Produktionsstätte zu betreiben. Beispielsweise ist es möglich, die Spritzgußeinrichtung (44) örtlich getrennt von der Glaseinrichtung (45) zu betreiben und die hergestellten Vorformlinge (1) zwischenzulagern und/oder zu transportieren. Ebenfalls ist es möglich, die Spritzgußeinrichtung (44) und die Glaseinrichtung (45) zu einer gemeinsamen sogenannten einstufigen Anlage zusammenzufassen.
Alternativ zur dargestellten Reihenfolge des Befüllens des tubenförmigen Körpers (41) in einem ersten Schritt und des Verschließens des Schnittbereiches in einem zweiten Produktionsschritt ist es auch möglich, zunächst den Schnittbereich zu verschließen und danach ein Befüllen des tubenförmigen Behälters (41) mit bereits geschlossenem Endbereich durch den zuvor geöffneten Mündungsabschnitt (21) hindurch vorzunehmen. Die konkret gewählte Reihenfolge der einzelnen Produktionsschritte erfolgt in Abhängigkeit von den Vorgaben eines jeweiligen Anwenders und von den Eigenschaften des abzufüllenden Produktes.
Gemäß 6 ist die Schneideinrichtung (46) eingangsseitig mit einer Eingabeeinrichtung (50) und ausgangsseitig mit einer Ausgabeeinrichtung (51) versehen. zwischen der Eingabeeinrichtung (50) und der Ausgabeeinrichtung (51) ist eine den Trennvorgang unmittelbar durchführende Trenneinrichtung (52) angeordnet.
Gemäß einem besonderen Verfahrensschritt ist auch daran gedacht, den Schnittbereich nach der Durchführung des Schweißvorganges erneut zu bearbeiten, um eine optimal gestaltete Randkontur zu erreichen. Insbesondere ist daran gedacht, nach der Durchführung des Schweißvorganges ein Beschneiden des Randes entlang der Schweißnaht durchzuführen. Hierdurch wird ein glatter Rand bereitgestellt, der scharfe und/oder rauhe Oberflächenbereiche vermeidet. Der Schneidvorgang kann beispielsweise mechanisch oder unter Verwendung eines anderen der vorstehend erläuterten Schneid- oder Trennverfahren durchgeführt werden.
In Abhängigkeit von den jeweiligen Anwendungs- und Produktionsbedingungen kann der Schneidvorgang im Bereich des Schweißrandes sowohl an einem leeren tubenartigen Körper als auch nach der Durchführung eines Füllvorganges erfolgen.
7 zeigt hinsichtlich eines Ausführungsbeispiels der Erfindung eine gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Kartusche. Derartige Kartuschen können mit unterschiedlichen Produkten befüllt werden, beispielsweise erfolgt im Baubereich eine Befüllung mit Silikonmaterialien. Andere Verwendungen betreffen chemische Produkte wie Fette, Kleber oder schäumende Substanzen. Bei der Herstellung einer derartigen Kartusche erfolgt im Gegensatz zum vorstehend beschriebenen Produktionsablauf kein Verschweißen des tubenförmigen Behälters (41) im Bereich des Schnittrandes (49), sondern der dem Mündungsabschnitt (21) gegenüberliegende Öffnungsbereich des tubenförmigen Behälters (41) wird von einem Bodenteil (53) verschlossen. Das Bodenteil (53) ist hierbei in einem Innenraum des tubenförmigen Behälters (41) angeordnet und gegenüber diesem verschieblich.
Nach einem Einsetzen der befüllten und mit dem Bodenteil (53) versehenen Kartusche in eine geeignete Vorrichtung, beispielsweise eine Kartuschenpistole, kann durch Aufbringung einer Druckkraft auf das Bodenteil (53) das Bodenteil (53) in Richtung auf den Mündungsabschnitt (21) verschoben werden und das abgefüllte Produkt wird hierdurch aus dem Mündungsabschnitt (21), der zuvor geöffnet wurde, hinausgedrückt und einer Verwendung zugeführt.
Bei der erfindungsgemäßen Herstellung eines tubenartigen Behälters kann eine Formgebung der Wandungsbereiche in einem weiteren Bereich variiert werden. Bei der Herstellung eines als Kartusche ausgebildeten Behälters (41) ist hingegen darauf zu achten, daß zumindest derjenige Bereich des Behälters (41), entlang dessen das Bodenteil (53) zu einer Behälterentleerung verschieblich angeordnet ist, eine im wesentlichen zylindrische Gestaltung besitzt. Die zylindri sche Gestaltung unterstützt ein leicht gängiges Verschieben des Bodenteiles (53) und vermeidet Undichtigkeiten. Eine ausreichende Dichtigkeit kann darüber hinaus durch geeignete Dichtlippen oder andersartige Gestaltungen am Rand des Bodenteiles (53) unterstützt werden.
8 zeigt einen Längsschnitt durch einen Vorformling (8), der zur Herstellung eines Behälters (2) gemäß 5 geeignet ist. Der Vorformling (1) ist mit einem flanschartigen Außenprofil (54) versehen, das gegenüberliegend zum Mündungsbereich (21) angeordnet ist. Der Mündungsbereich (21) ist von einer Kuppe (56) verschlossen, die spritzgußtechnisch und einstückig zum restlichen Bereich des Vorformlings (1) hergestellt wurde. Der Mündungsabschnitt (21) ist durch einen Stützring (57) von einer Seitenwandung (58) des Vorformlings (1) getrennt. Ein Innenraum (59) des Vor formlings (1) weist einen Innendurchmesser (60) auf und außenseitig ist der Vorformling (1) mit einem Außendurchmesser (61) versehen. Die Seitenwandung (58) weist eine Wanddicke (62) auf. In Richtung auf den Innenraum (59) ist der Vorformling (1) von einer Innenfläche (63) und der Innenfläche (63) gegenüberliegend von einer Außenfläche (64) begrenzt.
Bei der Durchführung eines Reckvorganges wird die Reckstange (11) durch eine vom Außenprofil (54) begrenzte Öffnung (65) hindurch in den Innenraum (59) eingeführt und stößt hierbei gegen die Innenseite der Kuppe (56). Bei einer weiteren Durchführung der Reckbewegung schiebt die Reckstange (11) die Kuppe (56) vor sich her und verursacht hierdurch die Reckung des Vorformlings (1). Die Kuppe (56) wird mit einer ausreichenden Wandstärke versehen, um die einwirkenden mechanischen Kräfte aufzunehmen. Insbesondere ist daran gedacht, die Reckstange im Bereich einer Reckstangenkuppe mit einer ausreichend großen Querschnittfläche zu versehen, um eine gleichmäßige Krafteinleitung in die Kuppe (56) zu unterstützen. Die Reckstange kann gegebenenfalls mit geeigneten Reckstangenaufsätzen versehen sein, um den Reckvorgang zu optimieren. Beispielsweise ist an die Verwendung einer Reckstangenkuppe aus einem Kunststoff gedacht.
Eingezeichnet ist in 8 auch eine typische Trennebene (66), die hinsichtlich des fertigen Behälters (2) die in 5 eingezeichnete Positionierung des Schnittrandes (49) festlegt.
9 zeigt eine gegenüber der schematischen Darstellung in 2 stärker detaillierte Darstellung der Blasform (4) mit Bodenteil (7). Es ist insbesondere zu erkennen, daß das Bodenteil (7) zur Aufnahme des Mündungsabschnittes (21) eine muldenartige Vertiefung (67) aufweist. Die Vertiefung (67) ist vorzugsweise derart konturiert, daß der Vorformling (1) mit seinem Mündungsabschnitt (21) und der Kuppe (56) nach einem Einführen in das Bodenteil (7) an einer Innenwandung der Vertiefung (67) anliegt.
Zur Unterstützung eines gleichmäßigen Anliegens des Mündungsabschnittes (21) an der Innenwandung der Vertiefung (67) weist diese vorzugsweise eine Innengestaltung auf, die an eine Außenkontur des Mündungsabschnittes (21) angepaßt ist. Bei einem typischen Mündungsabschnitt (21) mit einer kreisartigen Querschnittfläche weist somit auch die Vertiefung (57) quer zur Längsachse (55) eine kreisartige Querschnittfläche auf. Eine Verformung des Mündungsabschnittes (21) durch den einwirkenden Blasdruck kann hierdurch vermieden werden.
Abweichend von der schematischen Darstellung in 9 ist es bei einer konkreten technischen Realisierung insbesondere möglich, eine Innenkontur der Vertiefung (67) derart zu gestalten, daß sich zwischen dem Stützring (57) und einem Absatzrand (68) der Vertiefung (67) nur ein minimaler Abstand erstreckt. Ebenfalls ist bei einer konkreten technischen Realisierung insbesondere daran gedacht, einen Konturabschnitt (69) des Bodenteiles (7), der einer Behälterschulter (70) zugeordnet ist, derart anzuordnen, daß ein Ringabschnitt (71) der Vertiefung (67) in Richtung der Längsachse (55) eine Dimensionierung aufweist, die im wesentlichen einer Dicke des Stützringes (57) in Richtung der Längsachse (55) entspricht.
Bei der Verarbeitung von Vorformlingen (1), die mit einem Stützring (57) versehen sind, weist die Vertiefung (67) ty pischerweise eine Gestaltung derart auf, daß der Ringabschnitt (71) einen Innendurchmesser aufweist, der im wesentlichen einem Außendurchmesser des Stützringes (57) entspricht. Der Ringabschnitt (71) ist vom Absatzrand (68) in einen Abschnitt der Vertiefung (67) übergeleitet, der einen Innendurchmesser aufweist, der im wesentlichen einem Außendurchmesser des Mündungsabschnittes (21) entspricht und kleiner als der Innendurchmesser des Ringabschnittes (71) ausgebildet ist.
Die Herstellung einer Kartusche entsprechend 7 unter Verwendung eines Vorformlings gemäß 8 ist insbesondere deshalb von Vorteil, weil üblicherweise Kartuschen vor ihrer Benutzung einen verschlossenen Mündungsabschnitt (21) aufweisen, der vor einer Entleerung der Kartusche durch ein Abtrennen der Kuppe (56) geöffnet wird. Die Verwendung eines Vorformlings (1) gemäß 8 zur Herstellung von Kartuschen ermöglicht somit die Herstellung von Kartuschen, die hinsichtlich ihrer Gestaltung und Handhabung weitestgehend üblichen heutigen Kartuschen entsprechen. Es sind somit bei einer Benutzung der Kartusche keine Änderungen der etablierten Arbeitsschritte erforderlich. Bei einer weitgehenden Beibehaltung aller heutigen Randbedingungen wird aber trotzdem eine Kartusche bereitgestellt, die eine wesentlich geringere Wandstärke als Kartuschen gemäß dem Stand der Technik aufweist und damit preiswerter herzustellen ist und nach ihrer vorgesehenen Verwendung zu einer verringerten Abfallmenge führt.
10 zeigt einen Vorformling (1), der im Bereich seines Mündungsabschnittes (21) mit einer Durchdrückfläche (72) versehen ist. Die Durchdrückfläche (72) kann beispielsweise spritzgußtechnisch gemeinsam mit dem Mündungsabschnitt (21) hergestellt sein oder nachträglich aufgebracht werden. Bei eine Umformung des Vorformlings (1) zu einer Kartusche kann bei einem Aufschrauben einer Kartuschenspitze automatisch ein Durchdrücken und damit ein Öffnen der Kartusche erfolgen. Ein Außengewinde im Bereich des Mündungsabschnittes kann zur Anpassung an übliche Geometrien von Kartuschen als M12 × 1,5 ausgeführt sein. Die Dimensionierung des Gewindes unterstützt eine Vermeidung einer Verformung im Bereich der Heizzone.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist daran gedacht, den Vorformling (1) in Richtung auf einen Angriffsbereich der Reckeinrichtung mit einer zunehmenden Wandstärke zu versehen, um insbesondere bei der Verarbeitung von Polyolefinen, beispielsweise von Polypropylen, einen Ballon-Effekt bei der Glasverformung zu vermeiden.
Um nichtrunde Tuben herzustellen oder Formtuben mit gleichmäßiger oder ungleichmäßiger Wandstärke, ist es nötig, die Vorformlinge nicht uniform aufzuheizen. Das gewünschte Heizprofil kann erstellt werden, indem zwischen Strahler und Vorformlinge Filter oder Schablonen angebracht werden oder indem der Abstand zwischen Vorformling und Heizelement verändert wird. Besonders vorteilhaft ist die Verwendung von direkt steuerbaren Heizquellen. Eine solche Heizquelle kann z.B. aus einer oder mehrerer Laserdioden bestehen, welche einzeln zu- oder weggeschaltet werden, um das gewünschte Energieprofil zu erzeugen. Dabei kann das Zu- und Wegschalten graduell erfolgen im Bereich von 0% bis 100% der Leistung.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines tubenartigen Körpers, dadurch gekennzeichnet, daß die folgenden Verfahrensschritte aufeinanderfolgend durchgeführt werden: a) spritzgußtechnische Herstellung eines Vorformlings (1) aus einem thermoplastischen Material, der in einem Bereich, der zur Ausbildung eines Mündungsabschnittes (21) des tubenartigen Körpers vorgesehen ist, verschlossen und in einem gegenüberliegenden Bereich offen ausgebildet ist, b) Einsetzen des Vorformlings (1) in eine Blasform (4), c) biaxiales Expandieren des Vorformlings (1) zu einem Behälter (2) durch Recken unter Verwendung einer Reckstange (11), die in den Vorformling (1) eingeführt wird und die gegen eine Innenseite des verschlossenen Bereiches des Mündungsabschnittes (21) drückt sowie Zuführung eines unter Druck stehenden Blasgases, d) Entnahme des Behälters (2) aus der Blasform (4), e) Abschneiden eines dem Mündungsabschnitt gegenüberliegenden Randbereiches des Behälters (2).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Herstellung des Behälters (2) in einem Zweistufenverfahren durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Herstellung des Behälters (2) in einem Einstufenverfahren durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Reckvorgang unter Verwendung einer hohlen Reckstange (11) durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (2) aus einem Vorformling (1) mit einem Monolager-Aufbau hergestellt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (2) aus einem Vorformling (1) mit einem Multilager-Aufbau hergestellt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Behälter (2) ein flaschenförmiger Behälter hergestellt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß als tubenartiger Körper (41) eine Tube hergestellt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß als tubenartiger Körper (41) eine Kartusche hergestellt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein dem Mündungsabschnitt (21) gegenüberliegender Schnittrand (49) zusammengedrückt und anschließend verschweißt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschweißung des Schnittrandes (49) vor einer Befüllung des tubenförmigen Behälters (41) durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Abtrennen des Randbereiches (42) und das Verschweißen des Schnittrandes (49) in einem Arbeitsgang durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschweißung des Schnittrandes (49) nach einer Befüllung des tubenförmigen Behälters (41) durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Schnittrand (49) nach einer Durchführung der Verschweißung bearbeitet wird.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Bearbeitung vor einer Befüllung durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Bearbeitung nach einer Befüllung durchgeführt wird.
Vorrichtung zur Herstellung eines tubenartigen Körpers, die eine Glaseinrichtung zur Herstellung eines blasgeformten Behälters aus einem thermoplastischen Material und eine Eingabeeinrichtung zur Aufnahme des. blasgeformten Behälters sowie eine Ausgabeeinrichtung zur Entnahme des tubenartigen Körpers aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Eingabeeinrichtung und der Ausgabeeinrichtung eine Schneideinrichtung zum Abschneiden eines Randbereiches (42) des Behälters (2) angeordnet ist, wobei der Randbereich (42) einem Mündungsabschnitt (21) des Behälters (2) gegenüberliegend angeordnet ist, und wobei die Glaseinrichtung eine in einen Innenraum (59) eines in die Glaseinrichtung eingesetzten Vorformlings (1) einführbare Reckstange (11) oder eine außenseitig am Vorformling (1) angreifende Reckeinrichtung aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingabeeinrichtung (50) der Schneideinrichtung (44) mit einer Glaseinrichtung (45) gekoppelt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgabeeinrichtung (51) der Schneideinrichtung (46) mit einer Fülleinrichtung (47) gekoppelt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneideinrichtung (46) mit einer Schweißeinrichtung (48) gekoppelt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ausbildung zur Herstellung von Tuben realisiert ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ausbildung zur Herstellung von Kartuschen realisiert ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bodenteil (7) der Blasform (4) eine Vertiefung (67) zur Aufnahme eines Mündungsabschnittes (21) des Vorformlings (1) aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefung (67) mindestens abschnittweise eine hülsenartige Gestaltung aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Reckstange (11) eine an eine Kuppe (56) des Mündungsabschnittes (21) angepaßte Kontur aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefung (67) einen Ringabschnitt (71) aufweist, der einer Formkavität zugewandt angeordnet ist und der über einen Absatz (68) in einen Bereich der Vertiefung (67) übergeleitet ist, der einen kleineren Innendurchmesser als der Ringabschnitt (71) aufweist.