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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Fasern umfassenden Behälters und eine Vorrichtung zum Ausführen eines Teils des Verfahrens gemäß den unabhängigen Ansprüchen.
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Stand der Technik
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WO2019/034704 A1 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ausformen von Behältern aus nachhaltigem Material, beispielsweise Pulpe. Zunächst wird überwiegend flüssiges Material in eine Form eingebracht und ein Behälterrohling durch Anlagern des Materials an der Forminnenwand gebildet. Durch Druckbeaufschlagung mit einer elastischen Blase im Innenraum wird ein Teil der Flüssigkeit durch die durchlässige Formwandung verdrängt. Das Kopfstück kann bearbeitet werden. Eine Trocknung des Behälters erfolgt anschließend.
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Wünschenswert ist die Herstellung eines Fasern umfassenden Behälters, bei dem weitgehend auf eine Trocknung nach der Herstellung verzichtet werden kann.
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Aufgabe
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Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, die ein Herstellen eines Fasern umfassenden Behälters ermöglichen, bei dem weitgehend auf eine Trocknung nach der Herstellung verzichtet werden kann.
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Lösung
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Die Aufgabe wird gelöst durch das Verfahren und die Vorrichtung gemäß den unabhängigen Ansprüchen. Weitere Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen offenbart.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen eines Fasern umfassenden Behälters umfasst ein Ausformen von mindestens zwei Behälterteilen durch Pressen in einer Presse, ein Einbringen der mindestens zwei Behälterteile in eine Form, ein Verbinden der mindestens zwei Behälterteile durch Vorsehen eines Materials, das die Fasern umfasst, zumindest in Verbindungsbereichen der mindestens zwei Behälterteilen und ein Herstellen des Behälters durch Verpressen der mindestens zwei Behälterteile mit dem Material, beispielsweise durch Ausformen mittels einer elastischen Blase, beispielsweise einer Gummiblase, in der Form.
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Für die mindestens zwei Behälterteile kann als Ausgangsmaterial eine faserhaltige, fluide Masse verwendet werden, die in die Presse eingebracht werden kann. Die Fasern der faserhaltigen, fluiden Masse können beispielsweise natürliche Fasern und/oder pflanzliche Bestandteile sein oder diese umfassen. Die faserhaltige, fluide Masse kann Pulpe sein oder umfassen. Der fluide Anteil der Masse kann Wasser umfassen. Beispielsweise kann die faserhaltige, fluide Masse Additive zum Beeinflussen von chemischen und/oder physikalischen Eigenschaften der Fasern umfassen.
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Durch das Pressen der mindestens zwei Behälterteile kann auf eine Trocknung dieser Behälterteile nach dem Ausformen zumindest bereichsweise verzichtet werden, da durch das Pressen zumindest ein Teil des fluiden Anteils des faserhaltigen, fluiden Materials aus dem Material ausgepresst wird.
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Für das Pressen kann ein Pressdruck für die zwei Behälterteile vorgesehen sein, der größer als 2 bar, beispielsweise größer als 5 bar, oder beispielsweise größer als 20 bar sein kann.
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Ein Presswerkzeug, das für das Pressen verwendet werden kann, kann während des Pressens eine Temperatur aufweisen, welche mindestens 10°C, oder beispielsweise mindestens 50°C höher ist als die Raumtemperatur.
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Anders gesagt: das Presswerkzeug kann erwärmt sein.
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Die mindestens zwei Behälterteile können Fasern, beispielsweise die gleichen Fasern, umfassen.
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Zum Herstellen des Behälters können somit im Wesentlichen trockene Behälterteile in den Verbindungsbereichen verbunden werden.
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Das Material, das zumindest in den Verbindungsbereichen der mindestens zwei Behälterteilen vorgesehen werden kann, kann die zuvor beschriebene faserhaltige, fluide Masse sein oder umfassen. Das Material kann eine andere faserhaltige, fluide Masse (auch als zweite faserhaltige, fluide Masse bezeichnet) sein oder umfassen, deren Zusammensetzung sich von der zuvor beschriebenen faserhaltigen, fluiden Masse (auch als erste faserhaltige, fluide Masse bezeichnet) unterscheidet. Beispielsweise kann die erste faserhaltige, fluide Masse einen höheren Anteil an Fluid umfassen als die zweite faserhaltige, fluide Masse.
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Das Vorsehen des Materials kann nur ein Vorsehen in den Verbindungsbereichen umfassen. Durch das Material, beispielsweise Pulpe kann eine Verbindung der Behälterteile in den Verbindungsbereichen erreicht werden.
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Alternativ kann das Vorsehen des Materials ein Vorsehen des Materials auf allen Innenflächen der Form und/oder auf den Innenflächen der Behälterteile umfassen. Dies umfasst auch ein Vorsehen des Materials in den Verbindungsbereichen. Für den ersten Fall: Durch die im Wesentlichen trockenen Behälterteile im Inneren des Behälters erhält der Behälter direkt eine stabile Kernstruktur für weitere Handhabungen des Behälters. So können nachfolgende Prozesse unmittelbar nach der Herstellung des Behälters beginnen.
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In das Material können weiter bandhafte Strukturen aus getrocknetem Fasermaterial und/oder bandhafte Strukturen aus Stoff eingebettet sein, wobei beispielsweise die bandhaften Strukturen ringförmig ausgebildet sein können. Durch die bandhaften Strukturen kann die Festigkeit und/oder Stabilität des Behälters erhöht werden.
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Das Verfahren kann weiter ein Anfeuchten der mindestens zwei Behälterteile in den Verbindungsbereichen umfassen. Das Verbinden der Behälterteile kann dadurch verbessert werden.
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Das Verfahren kann weiter ein Trocknen des Behälters zumindest in Bereichen umfassen, in denen das Material, das die Fasern umfasst, vorgesehen ist. Also in den Verbindungsbereichen oder auf den Außenflächen des Behälters, die bei einem Vorsehen des Materials auf allen Innenflächen der Form, mit dem Material bedeckt werden können.
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Es kann ein Transportsystem vorgesehen sein, das automatisch die Behälterteile transportieren kann. Das Transportsystem kann Greifer umfassen.
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Das Ausformen kann ein Ausformen von zwei halben Seitenteilen, die jeweils ein Kreissegment von 150° bis 179,999°, beispielsweise 177° bis 179° umfassen, ein Ausformen eines Bodenteils und ein Ausformen eines Mündungsstücks umfassen. Das Kreissegment eines halben Seitenteils kann kleiner als 180° sein, da zumindest in den Verbindungsbereichen zwischen den zwei halben Seitenteilen Material vorgesehen wird, das die Fasern umfasst, und dieses Material den fehlenden Bereich der Kreissegmente auffüllen kann. Die Höhe der zwei halben Seitenteile kann auch jeweils kleiner gewählt werden als die tatsächliche Höhe des Seitenteils des hergestellten Behälters, da zumindest in den Verbindungsbereichen zwischen den zwei halben Seitenteilen und dem Bodenteil und zwischen den zwei halben Seitenteilen und dem Mündungsstück Material vorgesehen wird, das die Fasern umfasst, und dieses Material die kleinere Höhe der zwei halben Seitenteile auffüllen und ausgleichen kann.
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Die Seitenteile können sich alternativ um 180° erstrecken, wenn diese vor dem endgültigen Verpressen durch das Presswerkzeug aneinander anliegen.
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Alternativ kann das Ausformen ein Ausformen von zwei halben Boden-Seitenteil-Teilen und ein Ausformen eines Mündungsstücks umfassen (insbesondere wegen der Entformung bei Hinterschnitten). Die Höhe der zwei halben Boden-Seitenteil-Teile kann jeweils kleiner gewählt werden als die tatsächliche Höhe des Boden-Seitenteil-Teils des hergestellten Behälters, da zumindest in den Verbindungsbereichen zwischen den zwei halben Boden-Seitenteil-Teilen und dem Mündungsstück Material vorgesehen wird, das die Fasern umfasst, und dieses Material die kleinere Höhe der zwei halben Boden-Seitenteil-Teilen auffüllen und ausgleichen kann.
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Eine Vorrichtung, beispielsweise zum Ausführen eines Teils des Verfahrens, wie oben oder weiter unten beschrieben, umfasst eine/die Form zum Einbringen der mindestens zwei Behälterteile in die Form und ein Presswerkzeug, beispielsweise eine/die elastische Blase, zum Herstellen des Behälters durch Ausformen, beispielsweise mittels der elastischen Blase, in der Form.
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Die mindestens zwei Behälterteile können vorab in einer von der Vorrichtung separaten Presse ausgeformt worden sein.
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Die Vorrichtung kann weiter eine Anfeuchtvorrichtung zum Anfeuchten der mindestens zwei Behälterteile in den Verbindungsbereichen umfassen.
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Die Vorrichtung kann weiter eine Trocknungsvorrichtung umfassen zum Trocknen des Behälters zumindest in Bereichen, in denen das Material, das die Fasern umfasst, vorgesehen ist.
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Die Trocknungsvorrichtung kann Laser-, Infrarot- oder Mikrowellenstrahlung umfassen.
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Die Trocknungsvorrichtung kann für ein Ausbringen eines gezielten Strahlungsenergieeintrags vorgesehen sein.
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Die Vorrichtung kann zur Durchführung des Verfahrens, wie weiter oben oder weiter unten beschrieben, ausgebildet sein und weiterhin die Presse zum Ausformen der mindestens zwei Behälterteile durch Pressen in der Presse umfassen.
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Die Vorrichtung zum Ausführen eines Teils des Verfahrens, wie weiter oben oder weiter unten beschrieben, kann die Presse zum Ausformen der mindestens zwei Behälterteile durch Pressen in der Presse umfassen.
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Die Vorrichtung kann ein Mischbehältnis zum Mischen von Fasern mit anderen Bestandteilen, beispielsweise einer Flüssigkeit, beispielsweise Wasser, umfassen, und beispielsweise eine Zuführleitung von dem Mischbehältnis zu einem Auftragskopf. Entlang der Zuführleitung kann eine Pumpe angeordnet sein. Mittels des Auftragskopfs können die in dem Mischbehältnis gemischten Fasern für die mindestens zwei Behälterteile in die Presse eingebracht werden und/oder zumindest in Verbindungsbereichen der mindestens zwei Behälterteile für ein Verbinden der mindestens zwei Behälterteile vorgesehen werden.
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Die Vorrichtung kann weiterhin einen Füller zum Abfüllen eines Getränks in den Behälter umfassen.
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Die Vorrichtung kann eine Etikettiermaschine zum Etikettieren des Behälters mit einem Etikett und/oder einen Drucker zum Bedrucken des Behälters mit Tinte oder Farbe oder dgl. umfassen.
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Die Vorrichtung kann weiterhin einen Packer zum Verpacken des Behälters mit weiteren Behältern, beispielsweise zu Packs, umfassen.
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Die Vorrichtung kann weiterhin einen Palettierer zum Palettieren von Behältern oder von den Packs umfassen.
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Die Vorrichtung kann ein Transportsystem umfassen, welches die Behälter von dem Auftragskopf zu einem oder mehreren der genannten Füller, Etikettiermaschine, Packer und/oder Palettierer transportieren kann. Das Transportsystem kann Förderbänder und/oder Greifer umfassen.
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Kurze Figurenbeschreibung
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Die beigefügten Figuren stellen beispielhaft zum besseren Verständnis und zur Veranschaulichung Aspekte und/oder Ausführungsbeispiele der Erfindung dar. Es zeigt:
- 1A schematisch ein Ausformen eines ersten halben Seitenteils durch Pressen in einer Presse,
- 1B schematisch ein Ausformen eines zweiten halben Seitenteils durch Pressen in einer Presse,
- 1C schematisch ein Ausformen eines Bodenteils durch Pressen in einer Presse,
- 1D schematisch ein Ausformen eines Mündungsstücks durch Pressen in einer Presse,
- 2A eine erste Ausführungsform zum Verbinden der zwei halben Seitenteile, des Bodenteils und des Mündungsstücks,
- 2B die in einer Form angeordneten zwei halben Seitenteile, das Bodenteil und das Mündungsstück mit der elastischen Blase,
- 2C schematisch eine erste Trocknungsvorrichtung zum Trocknen des hergestellten Behälters,
- 3A eine zweite Ausführungsform zum Verbinden der zwei halben Seitenteile, des Bodenteils und des Mündungsstücks,
- 3B die in einer Form angeordneten zwei halben Seitenteile, das Bodenteil und das Mündungsstück mit der elastischen Blase und
- 3C schematisch eine zweite Trocknungsvorrichtung zum Trocknen des hergestellten Behälters.
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Ausführliche Figurenbeschreibung
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Die 1A zeigt schematisch ein Ausformen eines ersten halben Seitenteils 1 durch Pressen in einer Presse. Dazu ist Material, das Fasern umfasst im Innern einer Form 2 angeordnet und kann mittels eines Pressstempels 3 durch aufeinander zubewegen der Form 2 in eine erste Richtung 4 und des Pressstempels 3 in eine zweite Richtung 5 gepresst werden, um das erste halbe Seitenteil 1 auszuformen.
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Die 1 B zeigt schematisch ein Ausformen eines zweiten halben Seitenteils 6 durch Pressen in einer Presse. Dazu ist Material, das Fasern umfasst im Innern einer Form 7 angeordnet und kann mittels eines Pressstempels 8 durch aufeinander zubewegen der Form 6 in eine erste Richtung 9 und des Pressstempels 8 in eine zweite Richtung 10 gepresst werden, um das zweite halbe Seitenteil 6 auszuformen.
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Die 1C zeigt schematisch ein Ausformen eines Bodenteils 11 durch Pressen in einer Presse. Dazu ist Material, das Fasern umfasst im Innern einer Form 12 angeordnet und kann mittels eines Pressstempels 13 durch aufeinander zubewegen der Form 12 in eine erste Richtung 15 und des Pressstempels 13 in eine zweite Richtung 14 gepresst werden, um das Bodenteil 11 auszuformen.
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Die 1D zeigt schematisch ein Ausformen eines Mündungsstücks 16 durch Pressen in einer Presse. Dazu ist Material, das Fasern umfasst im Innern einer Form 17 angeordnet. Die Form 17 kann in eine Richtung 19 radial nach innen bewegt werden und ein Pressstempel 18, der im Innern der Form 17 angeordnet ist, kann in eine zweite Richtung 20 radial nach außen bewegt werden. Das Material kann dabei zu dem Mündungsstück 16 gepresst werden.
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Die 2A zeigt eine erste Ausführungsform zum Verbinden der zwei halben Seitenteile 1, 6, des Bodenteils 11 und des Mündungsstücks 16. Dazu ist eine erste Seitenteilform 21, eine zweite Seitenteilform 22 und eine Bodenteilform 23 vorgesehen. Um ein Verbinden der zwei halben Seitenteile 1, 6, des Bodenteils 11 und des Mündungsstücks 16 zu ermöglichen ist Material 24, das die Fasern umfasst, in Verbindungsbereichen vorgesehen.
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Die 2B zeigt die in einer Form, bestehend aus der Seitenteilform 21, der zweite Seitenteilform 22 und der Bodenteilform 23, angeordneten zwei halben Seitenteile 1, 6, das Bodenteil 11 und das Mündungsstück 16. In das Innere ist eine elastische Blase 25, beispielsweise eine Gummiblase, eingebracht, mittels der durch Aufblasen der Behälter hergestellt werden kann.
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Die 2C zeigt schematisch eine erste Trocknungsvorrichtung 27 zum Trocknen des hergestellten Behälters 26. Die Trocknungsvorrichtung 27 ist derart ausgebildet, dass der Behälter 26 in Bereichen getrocknet werden kann, in denen das Material, das die Fasern umfasst, zuvor in der Form angeordnet gewesen war.
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Die 3A eine zweite Ausführungsform zum Verbinden der zwei halben Seitenteile 1, 6, des Bodenteils 11 und des Mündungsstücks 16. Dazu ist eine erste Seitenteilform 28, eine zweite Seitenteilform 29 und eine Bodenteilform 30 vorgesehen. Um ein Verbinden der zwei halben Seitenteile 1, 6, des Bodenteils 11 und des Mündungsstücks 16 zu ermöglichen ist Material 33, das die Fasern umfasst, auf allen Innenflächen der Form, die sich aus der ersten Seitenteilform 28, der zweiten Seitenteilform 29 und der Bodenteilform 30 zusammensetzt, vorgesehen. Zudem sind im Innern der Form zwei vertikal ausgerichtete bandhafte Strukturen 31 und eine horizontal ausgerichtete bandhafte Struktur 32 vorgesehen. Die bandhaften Strukturen 31, 32 sind hierbei ringförmig ausgebildet.
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Die 3B zeigt die in der Form angeordneten zwei halben Seitenteile 1, 6, das Bodenteil 11 und das Mündungsstück 16. In das Innere ist eine elastische Blase 34, beispielsweise eine Gummiblase, eingebracht, mittels der durch Aufblasen der Behälter hergestellt werden kann.
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Die 3C zeigt schematisch eine zweite Trocknungsvorrichtung 35 zum Trocknen des hergestellten Behälters 36. Die Trocknungsvorrichtung 35 ist derart ausgebildet, dass der Behälter 36 in den Bereichen getrocknet werden kann, in denen das Material, das die Fasern umfasst, zuvor an den Innenflächen der Form angeordnet gewesen war.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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