DE10209244A1

DE10209244A1 - Ein Verfahren und Vorrichtung zum Verformen gebrauchter Einwegdosen und Einwegflaschen zum Zweck der Reduzierung des Entsorgungsvolumens

Info

Publication number: DE10209244A1
Application number: DE2002109244
Authority: DE
Inventors: George E Scheller
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-07-31
Filing date: 2002-03-04
Publication date: 2003-09-18

Abstract

Eine Einwegdose wird in eine Pressform durch exiales Bewegen eine oder mehreren Pressstempeln mit messerartigen Schnittflächen auf die Pressfläche derart geschnitten und dann verformt, dass ein Teil des Dosenbodens in einen anderen Teil der Dose gestülpt wird. Dadurch entsteht ein becherartiger und zum Teil doppelwandiger Pressling. Derartige Presslinge können zu mehreren ineiander gestapelt werden. Es ergibt sich eine sehr hohe Materialdichte. Dadurch werden Lager-, Handling- und Transportkosten reduziert. Das Recycling gebrauchter Dosen und Flaschen wird rationeller gestaltet und ergibt zusätzlich einen höherwertigen Rohstoff aus dem Recyclingvorgang als Endprodukt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Umformung gebrauchter Einwegdosen und Einwegflaschen insbesondere von Dosen, die aus Weißblech oder Aluminium bestehen, und Flaschen aus Kunstoff bzw. aus PET.
Getränke werden vielfach in Einwegverpackungen angeboten, die aus Metall d. h. Weißblech bzw. Aluminium oder aus Kunststoff (PET) bestehen. Zwar sind derartige Einwegverpackungen, die nach Gebrauch nicht wieder gefüllt werden verbraucht, jedoch kann ihr Material im Wege des Recycling wiederverwertet werden. Die heutige Technologie sieht unter anderem ein Komprimieren von gebrauchten Dosen und Flaschen durch Zerquetschen zwischen zwei rotierenden Walzen oder zwischen zwei Platten vor. Dabei werden die gebrauchten Dosen oder Flaschen auf etwa 20% ihres ursprünglichen Volumens komprimiert. Anschließend werden die Verpackungen in einen Container geworfen, in dem sie regellose Positionen einnehmen. Die zerquetschten Dosen und Flaschen beanspruchen bei dieser Art der Lagerung etwa 50% des ursprünglichen Dosen-, Flaschenvolumens. Das heißt, dass bei der Entsorgung der Einwegverpackungen z. B. in Säcken oder Tonnen, beansprucht diese Art von Entsorgung viel Platz bzw. der Komprimierungsvorgang geht zum großen Teil dadurch verloren.
Im Wege eines Recyclings über Rücknahmeaggregate (RVM) nehmen Aggregate mit solchen Komprimiervorrichtungen viel kostbaren Platz in Anspruch, der bei Geschäften als Verkaufsfläche verloren geht. Außerdem entstehen dadurch zusätzliche Folgekosten, durch ein mehr im Handling und im Transport.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, um durch eine neue Art des Komprimierens und zwar durch eine Umformung eine wirtschaftlichere Entsorgung von gebrauchten Einwegdosen und Einwegflaschen zu realisieren und zwar durch eine bedeutende Reduktion des zu entsorgenden Materials.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2 bzw. mit den Merkmalen der Vorrichtung nach Anspruch 7.
Erfindungsgemäß werden z. B. die Böden und Mäntel von Dosen und Flaschen durch axialen Druck und zwar über einen Stempel zuerst sternförmig in Segmente geschnitten. Die Teilstücke werden dann durch der Stempel derart auseinander gedrückt, dass ein Teil des Dosenbodens unter Bildung eines Biegerandes in einen anderen Teil des Dosenbodens bzw. des Dosenmantels zusammengedrückt wird und derart, dass ein stapelbarer becherartiger Preßling entsteht. Hierbei erfolgt eine kontrollierte und definierte Deformierung der Dose oder Flasche u. a. zu einem doppelwandigen Preßling.
Diese Dose wird demnach keineswegs flachgedrückt, wobei eine ziehharmonika-artige regellose Verformung entstehen würde, sondern ein Teil des Dosenbodens wird u. a. in den übrigen Teil des Dosenbodens bzw. Dosenmantels gedrückt. Dadurch werden die Bodenflächen des Dosenbodens eng und faltenfrei gegeneinander gelegt, so dass ein becherartiger Preßling entsteht. Derartige Preßlinge können ineinander gestapelt werden und die Stapel können ihrerseits in einem Behältnis und zwar geordnet eingebracht werden, um eine größere Menge umgeformter Dosen oder Flaschen geordnet aufzubewahren zwecks Weitertransport. In jedem Fall ergibt sich eine viel höhere Packungsdichte als beim regellosen Zusammenpressen von Dosen.
Die Erfindung bewirkt erhebliche Einsparungen von Lager- und Transportraum, an Zeit-, Personal- und Logistikaufwand.
Ein weiterer Vorteil dieses Verfahrens besteht darin, dass durch das geordnete Verformen der Dose sämtliche Außenflächen der früheren Dose auch bei dem Preßling zugänglich sind. Es tritt nicht der Fall ein, dass sich bei einem Preßling zwei Abschnitte der Außenfläche gegenseitig bedecken. Wenn die Preßlinge in einem Pyrolyseofen bearbeitet werden, um Aufdrucke und andere Verunreinigungen durch Wärmeabbau zu entfernen, ist sichergestellt, dass alle früheren Oberflächen der Dose oder der Flasche tatsächlich erreicht werden.
Die Erfindung eignet sich insbesondere für den Einsatz in Rücknahmeaggregaten i. e. Reverse Vending Machines auch RVM genannt oder einfach für den häuslichen Gebrauch in Form eines Küchengeräts. Eine entsprechende Vorrichtung kann im einfachsten Fall eine manuell betriebene Handpresse sein. Sie kann alternativ auch motorisch, pneumatisch oder hydraulisch angetrieben sein.
Die Erfindung sieht eine Umformung der Dose oder Flasche innerhalb einer Preßform vor, die die Form eines Zylinders oder eines Kegelstumpfs haben kann. Vorzugsweise ist die Preßform eine leichte konische Hohlform, die zum Formen stapelbarer Becher geeignet ist. Das Verformen geschieht mit Hilfe von einem oder mehreren Preßstempeln, die zum Teil oder Ganz in die Form eingeführt werden. Ein Preßstempel ist im einfachsten Fall ein mechanisch bewegbarer Preßstempel z. B. in Form eines elliptischen Paraboloids mit gewölbter Preßfläche. Die Preßfläche ist mit Schnittflächen die sternförmig an die Fläche angeordnet sind versehen. Bei mehreren Stempeln arbeiten die zweite, dritte und weitere Druckvorrichtungen in Kombination mit dem ersten Stempel und ermöglichen eine kontrollierte Umformung der Dose bzw. der Flasche.
Die Zusammenarbeit aller Druckvorrichtungen miteinander führt zu einer becherförmigen Gestalt durch die Umformung der Dose oder der Flasche, wobei die Faltung vorzugsweise am Bodenring selbst oder zwischen dem Ende des Dosenmantels (bedruckte Fläche) und dem Bodenring der Dosen zu bilden hat.
Frühere Verfahren mit einer ähnlichen Verformung verließen sich allein auf einen oder mehrere Stempel (passend zur Bodenmulde der Dose) mit vertikaler Verformung in Richtung der Längstaxe der Dose oder Flasche. Die Geometrie einer Dose oder PET Flasche ist aber so konzipiert, dass der Boden der Dose oder Flasche aus statischen Gründen in dieser Form schwer, kontrolliert zu verformen ist. Das jetzige Verfahren sieht eine Reihe von messerartigen Schnittflächen, sternförmig angeordnet, an die Druckseite des Stempels (Preßfläche) montiert die der Boden der Dose oder Flasche zuerst in Segmente aufschneidet. Diese Segmentteile werden dann von der Stempel auseinander gedrückt wobei die einzelnen Teile gegen den Dosen- bzw. Flaschenmantel gedrückt werden.
Der Kern dieser Erfindung liegt darin, dass die Bodenplatte, durch messerartige Schnittflächen zuerst durchbohrt und dann in Segmenten aufgeteilt werden um die weitere kontrollierte Verformung der Dose oder Flasche zu einem Becher zu ermöglichen.
Als erster Preßstempel kann ein hydraulisch oder pneumatisch aufweitbarer Balg verwendet werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich insbesondere für Einwegdosen, die aus Metall bestehen, beispielsweise Dosen aus Weißblech aber vorzugsweise aus Aluminium.
Bei Weißblechdosen werden die Preßlinge ohne Vorbehandlung in einer Schmelzofen eingegeben. Der Weißblechmantel und -boden, der Aluminiumdeckel und der Aufdruck werden dabei gleichzeitig geschmolzen und können als flüssiges Metall und als Schlacke abgeführt werden.
Im Falle der Aluminiumdose erfährt die Dose eine pyrolytische Vorbehandlung. Hierzu werden die Preßlinge aus dem Stapel heraus und vereinzelt entnommen und behandelt, so dass alle Teile der Oberfläche in dem Ofen einer gleichmäßigen Wärmebehandlung ausgesetzt werden. Dies beeinflußt direkt die Qualität des recycled Aluminiums im positiven Sinne.
Die Erfindung betrifft ferner einer durch Umformung einer Einwegdose entstandenen Preßling von becherförmiger Gestalt, mit zum Teil doppelter Wandung. Der Preßling ist an einem Ende durch einen Biegerand begrenzt.
Die Erfindung ist grundsätzlich auch für Kunststoffflaschen anwendbar. Der Begriff "Dose" ist im Rahmen der Erfindung weit zu verstehen. Er umfaßt generell längliche Behälter mit einem Boden an einem Ende und einer Auslauföffnung am anderen Ende, also auch Flaschen und flaschenähnliche Gebilde.
Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.
Es zeigen:

1. Einen schematischen Längstschnitt durch eine Vorrichtung zum Umformen von Dosen vor dem Beginn der Umformung samt vertikale und horizontaler Druckvorrichtung.
2. In gleicher Darstellung wie Fig. 1 den Zustand bei fortgeschrittener Umformung.
3. Einen schematischen Querschnitt durch den entstandenen Preßling.
4. Die Darstellung mehrerer Preßlinge in einer Hülse, und
5. Einen Verpackungsbehälter zur Aufnahme mehrerer Stapel von Preßlingen.

In Fig. 1 ist eine Dose 10 dargestellt, bei der es sich um eine Getränkedose handelt. Diese Dose ist leer. Sie ist in eine Preßform 11, eingesetzt, die einen länglichen Hohlraum 12 hat, welcher die Dose über deren Länge hinweg aufnimmt. Das eine Ende des Hohlraums 12 ist durch eine Bodenplatte 13 verschlossen. Vom gegenüberliegenden Ende her können der/die Preßstempel/Preßstempeln in den Hohlraum 12 eingeführt werden. In dem Hohlraum 12 ist die Dose bzw. die Flasche über Kopf angeordnet, d. h. gegen die Bodenplatte 13 gerichtetem Kopfende 15, wobei das Bodenende dem/den Preßstempel/Preßstempeln 14 zugewandt ist. Das Kopfende 15 ist vorzugsweise verjüngt ausgebildet und mit einem Bördelrand versehen. Am Kopfende befindet sich auch die (nicht dargestellte) Öffnungslasche, die die Ausflußöffnung verschlossen hatte.
In diese Wölbung wird die Preßfläche 19, versehen mit messerähnlichen Schnittflächen die sternförmig angeordnet sind, des Preßstempels 14 eingeführt. Dadurch wird die Dose 10 in Bezug auf dem Preßstempel 14 eingeführt. Dadurch wird die Dose 10 in Bezug auf den Preßstempel 14 und die Preßform 11 zentriert. Der Formhohlraum 12 durch Preßform 11 und Bodenplatte 13 definiert hat eine konische Form. wobei er sich zur Bodenplatte 13 hin verjüngt. Er umgibt die Dose 10 über die gesamte Länge hinweg mit seitlichem Abstand wobei dieser Abstand von oben nach unten abnimmt. Am unteren Ende befindet sich eine Einschnürung 20, in der das Kopfende 15 der Dose zentriert wird.
Die Bodenplatte 13 enthält eine konkave Auswölbung 21, die während des Preßvorgangs das Kopfende der Dose aufnimmt. Ferner sind Entwässerungsöffnungen 22 vorgesehen, durch die aus der Dose befindliche Restflüssigkeit ablaufen kann.
Beim Preßvorgang wird der/die Preßstempel/Preßstempeln 14 kontinuierlich in die konusförmige Preßform 11 hineinbewegt. Dabei drücken die messerähnlichen Schnittflächen die an die Preßfläche 19 angesiedelt sind die Bodenwand 18 der Dose 10. Infolge des axialen Druckes schneiden die messerähnlichen Schnittflächen der Bodenwand 18 der Dose 10 zu Segmenten ähnlich wie bei der Zerteilung eines Kuchens.
Infolge des weiteren axialen Druckes durch der/die Stempel/Stempeln ist die Dose 10 bestrebt, radial in den Hohlraum 12 hinein auszuweichen.
Dabei bildet sich ein ringförmiger Biegerand 23. Dieser Verformungsvorgang ist in Fig. 2 dargestellt.
Wenn der/die Preßstempel/Preßstempeln 14 ihre untere Endstellung erreicht hat bzw. haben, ist der in Fig. 3 dargestellte Preßling 25 entstanden. Dieser Preßling hat die Form eines im wesentlichen rotationssymetrischen Bechers, dessen Höhe etwa der vollen Länge der früheren Dose 10 entspricht. Die Wand des Preßlings 25 ist im oberen Teil doppelwandig, d. h. sie besteht aus dem äußeren Wandteil 26 und dem inneren Wandteil 27. Beide Wandteile sind durch den umlaufenden Biegerand 23 verbunden und sie liegen vollflächig und eng aneinander. Der Preßling 25 verjüngt sich zum Becherboden 28 hin, an dem sich das frühere Kopfende 15 und Bodenende 16 der Dose befinden.
Nachdem der in Fig. 3 dargestellte Preßling 25 in der Preßform entstanden ist, wird er aus der Preßform entnommen oder ausgeworfen und dann mit gleichartigen Preßlingen zu einem Stapel 29 zusammengesetzt. Der Stapel wird in eine Hülse 30 eingesetzt. Mehrere Stapel 29 können in einen Behälter 31, z. B. einen Karton, eingestellt werden, um die Preßlinge zu lagern und zu transportieren. In dem Behälter 31 haben die Preßlinge eine hohe Materialdichte, so dass sie bei Lagerung und Transport wenig Platz beanspruchen. Da die Preßlinge in jedem Stapel 29 nur lose aneinander liegen, können sie für eine anschließende Behandlung leicht wieder vereinzelt werden.

Claims

1. Verfahren zum Verformen gebrauchter Einwegverpackungen, i. e. Einwegdosen und Einwegflaschen bei welchem der Boden (18) der Dose oder Flasche durch axialen Druck durch ein oder mehrere Stempel derart geschnitten wird, dass ein kontrolliertes Verformen des Dosenbodens oder Flasche ermöglicht wird.

2. Verfahren zum Verformen gebrauchter Einwegverpackungen, i. e. Einwegdosen und Einwegflaschen bei welchem der Mantel (17) der Dose oder Flasche durch axialen Druck durch ein oder mehrere Stempel derart geschnitten wird, dass ein kontrolliertes Verformen des Dosenbodens oder Flasche ermöglicht wird.

3. Verfahren zum Verformen gebrauchter Einwegverpackungen, i. e. Einwegdosen und Einwegflaschen bei welchem z. B. der Dosenboden (18) der Dose (10) durch axialen Druck durch ein oder mehrere Stempel derart verformt wird, dass ein Teil des Dosenbodens (18) und/oder Dosenmantels (17) unter Bildung eines Biegerandes (23) in einen anderen Teil des Dosenmantels hineingedrückt wird, derart, dass ein becherartiger Preßling (25) entsteht.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verformen der Dose oder Flasche vorzugsweise von dem Bodenende (16) der Dose (10) oder Flasche aus in Richtung auf das Kopfende (15) erfolgt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4 gekennzeichnet durch die Verwendung einer länglichen kegelstumpfförmigen Preßform (11), welche die Dose (10) der Länge nach aufnimmt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-5 gekennzeichnet, dass das Verformen von mindestens einem Preßstempel ausgeführt wird, welcher axial in die Preßform (11) einführbar ist.

7. Vorrichtung zum Verformen gebrauchter Einwegdosen und Einwegflaschen, mit einer Preßform (11), die z. B. die Dose (10) der Länge nach aufnimmt und in die eine oder mehrere Preßstempel (14a, 14b etc.) axial einführbar sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, das die Preßform (11) kegelstumpfförmig ausgebildet ist und an ihren verjüngten Ende mit einem Boden (13) abgeschlossen ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden (13) mindestens eine Öffnung aufweist die z. B. als Entwässerungsöffnung (22) dienen kann.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7-9, dadurch gekennzeichnet, dass die Preßform (11) und die Preßstempel abschnittsweise oder im Ganzen beheizbar sind.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7-9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Preßstempel eine gewölbte rotationssymetrische Preßfläche (19) aufweist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Preßfläche (19) von einem Preßstempel die Form eines Rotationsparaboloides oder ein Teil davon aufweist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Preßfläche (19) von einem oder mehreren Stempeln (14) mit messerähnlichen Schnittflächen versehen ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Preßfläche (19) von einem oder mehreren Preßstempel mit Schnittflächen versehen die sternförmig gegliedert sind.

15. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Preßfläche des ersten Preßstempels dazu dient den Dosenboden durchzuschneiden um eine Faltenbildung der Dose zu ermöglichen.

16. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Preßfläche des ersten oder folgenden Preßstempels dazu dient den Dosenboden und der Dosenmantel durchzuschneiden um eine Auseinanderdrücken der Dose zu ermöglichen.

17. Durch Schneiden und Umformen entsteht bei einer Einwegdose (10) ein Preßling (25) von becherförmiger Gestalt mit zum Teil doppelter Wandung die einen Biegerand (23) bildet, wobei das Kopfende (15) den Becherboden (28) bildet.

18. Durch Schneiden und Umformen entsteht bei einer Einwegflasche ein Preßling (25) von zum Teil becherförmiger Gestalt, wobei das Kopfende (15) den Becherboden (28) bildet.