DE10348182A1

DE10348182A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Herstellen von mit einer Banderole versehenen Behältern

Info

Publication number: DE10348182A1
Application number: DE2003148182
Authority: DE
Inventors: Stefan Maier
Original assignee: MAIER PACKAGING GmbH
Current assignee: Maier Packaging De GmbH
Priority date: 2003-10-16
Filing date: 2003-10-16
Publication date: 2005-05-25
Anticipated expiration: 2023-10-17
Also published as: DE10348182B4

Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Herstellen von mit einer Banderole versehenen Behältern. Die Vorrichtung weist eine Formpresse mit einem Oberwerkzeug, das n Stempel aufweist, und einem Unterwerkzeug, das n Formeseter aufweist, auf. Ferner ist eine Transporteinrichtung zum schrittweisen Transportieren eines bahnförmigen Grundmaterials, aus dem die Behälter hergestellt werden, in einer Maschinenrichtung zwischen dem Oberwerkzeug und dem Unterwerkzeug vorgesehen. Um die Behälter mit einer Banderole zu versehen, umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung wenigstens eine Zuführeinrichtung zum Einlegen von Banderolen in die Formnester vor dem Ausformen der Behälter. Das Unterwerkzeug der Vorrichtung weist mindestens zwei Formblöcke auf, die jeweils n Formnester haben, wobei das Unterwerkzeug um eine Drehachse, die parallel zu einer von dem bahnförmigen Grundmaterial aufgespannten Ebene verläuft, drehbar ist, so dass die Formblöcke jeweils in eine Formposition verdrehbar sind, in der der jeweilige Formblock dem Oberwerkzeug entgegengesetzt angeordnet ist und wobei die wenigstens eine Zuführeinrichtung derart angeordnet ist, dass, wenn sich ein Formblock in der Formposition befindet, wenigstens an einem anderen Formblock das Einlegen der Banderolen durchführbar ist. Darüber hinaus schlägt die vorliegende Erfindung ein entsprechendes Verfahren vor.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Herstellen von mit einer Banderole versehenen Behältern. Die herzustellenden Behälter können insbesondere Behälter der Lebensmittelindustrie, vor allem Becher für Jogurt, andere Milchprodukte und ähnliches sein. Um den Inhalt dieser Behälter zu bezeichnen und das äußere Erscheinungsbild zu verbessern weisen derartige Behälter Banderolen oder Etiketten auf. Im Gegensatz zu einem Etikett erstreckt sich eine Banderole im allgemeinen über den gesamten Umfang des Behälters.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich insbesondere auf das Ausformen der Behälter und eine sogenannte "In-Mould-Banderolierung", bei der die anzubringenden Banderolen bereits vor dem Ausformen der Behälter in ein Formnest des Formwerkzeugs eingelegt werden. Dem zufolge bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Vorrichtung mit einer Formpresse mit einem Oberwerkzeug, das mehrere Stempel aufweist, und einem Unterwerkzeug, das mehrere Formnester aufweist, einer Transportrichtung, um ein bahnförmiges Grundmaterial, aus dem die Behälter hergestellt werden, in einer Maschinenrichtung schrittweise zwischen dem Oberwerkzeug und dem Unterwerkzeug zu transportieren, und wenigstens einer Zuführeinrichtung zum Einlegen jeweils einer Banderole in ein Formnest. Darüber hinaus bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein entsprechendes Verfahren.
Bei vielen Behältern, insbesondere Behältern der Lebensmittelindustrie handelt es sich im allgemeinen um Massenprodukte, die in großen Mengen hergestellt werden. Aus preistechnischen Gründen ist es wesentlich, dass diese Behälter relativ günstig herstellbar sind. Aus diesem Grund werden die Behälter heutzutage im allgemeinen in vollautomatisierten Fertigungsstraßen hergestellt, wobei angestrebt wird die Taktzeiten zu erhöhen bzw. Stillstandzeiten relativ gering zu halten.

So ist aus der DE 100 11 386 A1 eine Anlage zum Wärmeformen von Behältern und zum Anbringen von Bändern um ihren Umfang bekannt. Diese Anlage weist zwei Zellenblöcke mit jeweils n Formnestern auf, die das Unterwerkzeug einer Formpresse darstellen. Eine thermoplastische Bahn wird von einer Transporteinrichtung schrittweise in einer Maschinenrichtung transportiert. Die zwei Formblöcke dieser Anlage sind um eine, zu einer durch die thermoplastische Bahn aufgespannten Ebene senkrechten Drehachse, die seitlich neben der Bahn angeordnet ist, verdrehbar. Somit ermöglicht diese Anlage, dass die beiden Formblöcke in ihren Positionen austauschbar sind, d.h. der eine Block unter der thermoplastischen Bahn entgegengesetzt dem Oberwerkzeug angeordnet ist, während der Andere in einer Position angeordnet ist, in der das Einlegen der Bänder in die Formnester möglich ist. Dies führt zwar dazu, dass gleichzeitig mit dem Ausformen von Behältern in einem Formblock Banderolen in die Formnester des anderen Formblocks eingelegt werden können. Jedoch führt die Ausgestaltung dieser Anlage dazu, dass quer zu der thermoplastischen Bahn ein erhöhter Patzbedarf für die Anlage erforderlich ist, um die Drehbewegung zu ermöglichen. Darüber hinaus ist die Erreichbarkeit der einzelnen Arbeitsvorgänge durch diese Ausgestaltung der Anlage vermindert.

Ferner ermöglicht die Anlage der DE 100 11 386 das Einlegen von Banderolenbändern in Formnester, die in vier Reihen in den Formblöcken ausgebildet sind. Da aus Platzgründen in der Regel ein gleichzeitiges Einlegen von Banderolen in die Formnester aller Reihen nicht erfolgen kann, weist diese Anlage einen sehr komplizierten Mechanismus auf, um das Banderolenzuführsystem zwischen den Reihen zu verschieben und auszurichten. Diese Komplexität kann jedoch zu einer Störanfälligkeit führen. Darüber hinaus ist die Anlage der DE 100 11 386 im Wesentlichen auf eine Ausgestaltung beschränkt und kann nicht einfach und flexibel an entsprechende Produktionsbedingungen angepasst werden.

Zusammenfassung der Erfindung

Folglich besteht das der Erfindung zugrunde liegende technische Problem darin, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Herstellen von mit einer Banderole versehenen Behältern bereitzustellen, die eine vergleichsweise kleinere Stellfläche benötigt bzw. das auf einer kleineren Stellfläche ausgeführt werden kann, bei der bzw. dem die Transportstrecke sowie das/die Banderolenzuführsystem/-e stets gut erreichbar sind, die einfach aufgebaut bzw. das leicht durchzuführen ist und die bzw. das in ihrer Ausgestaltung flexibel an die entsprechenden Bedingungen der Produktion anpassbar ist.

Dieses technische Problem wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 13 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Herstellen von mit einer Banderole versehenen Behältern weist eine Formpresse mit einem Oberwerkzeug, das n Stempel aufweist, und einem Unterwerkzeug, das n Formnester aufweist, auf. Darüber hinaus transportiert eine Transporteinrichtung ein bahnförmiges Grundmaterial aus dem die Behälter hergestellt werden schrittweise in einer Maschinenrichtung zwischen dem Oberwerkzeug und dem Unterwerkzeug. Bei dem bahnförmigen Material handelt es sich in der Regel um thermoplastisches Material, das vor dem Formprozess erwärmt wird. Unter dem erwähnten schrittweisen Transport ist zu verstehen, dass das bahnförmige Grundmaterial zum Ausformen der Behälter in der Formpresse angehalten wird bis der Formprozess abgeschlossen ist, um im Anschluss um eine entsprechende Länge weiter transportiert bzw. gefördert zu werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist ferner wenigstens eine Zuführeinrichtung zum Einlegen jeweils einer Banderole in ein Formnest auf.

Das Unterwerkzeug der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist derart ausgestaltet, dass es wenigstens zwei Formblöcke aufweist, die jeweils n Formnester haben. Bevorzugter Weise sind drei, am meisten bevorzugt vier Formblöcke vorzusehen. Es sind jedoch auch mehr Formblöcke denkbar. Das Unterwerkzeug ist um eine Drehachse, die parallel zu einer von dem bahnförmigen Grundmaterial aufgespannten Ebene verläuft, drehbar. Bevorzugt in diesem Zusammenhang ist, dass die Drehachse zusätzlich quer zur Maschinenrichtung verläuft. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Drehachse parallel zur Maschinenrichtung verläuft. Durch die drehbare Anordnung sind die Formblöcke jeweils in eine Formposition verdrehbar, in der der jeweilige Formblock unter dem der Oberwerkzeug angeordnet ist, so dass der Vorgang des Ausformens der Behälter durchgeführt werden kann und in der an wenigstens einem anderen Formblock – in einer Einlegeposition – das Einlegen der Banderolen durchführbar ist. Zu diesem Zweck ist die wenigstens eine Zuführeinrichtung zum Einlegen der Banderolen in die Formnester derart angeordnet, dass sie an dem anderen Formblock das Einlegen durchführen kann. D.h. die Zuführeinrichtung ist derart angeordnet, dass sie Zugang zu den Formnestern des Formblocks hat. Die vorliegende Erfindung ermöglicht eine Vorrichtung, die im Vergleich zum Stand der Technik eine kleine Stellfläche benötigt, weil wie bei herkömmlichen Vorrichtungen dieser Art mit einem Formblock als Unterwerkzeug das Unterwerkzeug im Wesentlichen unter dem bahnförmigen Grundmaterial angeordnet ist. Aus diesem Grund sind auch die Transportstrecke, d.h. die Formpresse sowie die Zuführeinrichtung/en gut erreichbar. All diese Vorteil werden durch einen unkomplizierten Aufbau ermöglicht und wie im Folgenden ersichtlich werden wird, ermöglicht diese Ausgestaltung eine große Flexibilität der Vorrichtung für entsprechende Einsatzbereiche.

Vorteilhafter Weise ist das Unterwerkzeug ferner in einer Richtung senkrecht zu der durch das bahnförmige Grundmaterial aufgespannten Ebene bewegbar und die Zuführeinrichtung derart bewegbar, dass sie an den jeweiligen Formblock, in dessen Formnester in der jeweiligen Drehposition Banderolen eingelegt werden sollen, anstellbar ist und von diesem weggefahren werden kann. Diese Bewegbarkeit des Unterwerkzeugs und der Zuführeinrichtung/en ermöglicht eine Reduzierung der Stillstandzeit und damit eine Erhöhung der Taktzeit. So wird zu dem Zeitpunkt kein Arbeitsschritt (Ausformen; Einlegen der Banderolen) durchgeführt, zu dem das Unterwerkzeug gedreht wird. Dadurch, dass das Unterwerkzeug und die Zuführeinrichtung, wie oben beschrieben, bewegbar sind, kann der Drehvorgang gleichzeitig mit dieser Bewegung eingeleitet werden und die Zeit, die für den Drehvorgang benötigt wird, kann reduziert werden, was wiederum zu dem oben genannten Vorteil führt.

Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Zuführeinrichtung an die Seite einer Öffnung, durch die der jeweilige Stempel des Oberwerkzeugs in die Formnester eingeführt wird, anstellbar. Dies bedeutet, dass die Zuführeinrichtung derart angeordnet ist, dass die Banderolen in die Formnester von oben in die Formnester des Formblocks bzw. von der Seite einer Öffnung, durch die der jeweilige Stempel des Oberwerkzeugs in das Formnest eingeführt wird, eingelegt werden können. Durch diese Ausgestaltung wird ermöglicht, dass auch Banderolen verwendet werden können, deren dem Boden des Formnests bzw. des Behälters zugewandte Kante gekrümmt bzw. nicht gerade ist. So könnte die Banderole beispielsweise eine wellenförmige Kante aufweisen. Im Stand der Technik ist es bekannt Banderolen von der Seite oder vom Boden der Formnester her einzulegen. Dies bedeutet, dass die Banderole beim Einlegen über die gekrümmte Kannte geführt werden muss, was wiederum zu Komplikationen führt. Durch die spezielle Anordnung der Zuführeinrichtung bei dieser Ausführungsform kann diese Problematik behoben werden.

Vorteilhafter Weise umfasst die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung wenigstens drei Formblöcke und vorzugsweise vier Formblöcke. Dabei weist jeder Formblock mehrere Reihen mit einer bestimmten Anzahl an Formnestern auf und mehrere Zuführeinrichtungen sind unterschiedlichen Reihen zugeordnet. Dies führt dazu, dass die Anordnung der Zuführeinrichtungen den unterschiedlichsten Produktionsbedingungen angepasst werden kann. Ein wichtiger Gesichtspunkt ist z.B. der zur Verfügung stehende Platz am Aufstellort der Vorrichtung. Darüber hinaus können die Zuführeinrichtungen bzw. deren Anordnung der Ausgestaltung der Formblöcke, d.h. der Anzahl der vorgesehenen Reihen angepasst werden. Wie ersichtlich ist führt diese Ausgestaltung zu einer großen Flexibilität der gesamten Vorrichtung, so dass diese z.B. als Modul in einer Fertigungsstraße optimal an die Produktionsbedingungen bzw. die vor- und nachgeschalteten Prozessschritte angepasst werden kann.

Beispielsweise können zwei Reihen pro Formblock vorgesehen und zwei Zuführeinrichtungen derart angeordnet sein, dass Banderolen in die Formnester der zwei Reihen gleichzeitig einlegbar sind. Mit anderen Worten sind die Zuführeinrichtungen einander benachbart angeordnet, so dass sie in einer Verdrehposition des Unterwerkzeugs beide an den gleichen Formblock anstellbar sind, um jeweils die Formnester einer Reihe des Formblocks mit Banderolen zu bestücken.

Alternativ kann auch eine erste Zuführeinrichtung derart angeordnet sein, dass sie in einer ersten Formposition des Unterwerkzeugs Banderolen in die Formnester einer ersten Reihe eines Formblocks einlegen kann und eine zweite Zuführeinrichtung derart angeordnet sein, dass sie in einer zweiten Formposition des Werkzeugs, in der der gleiche Formblock in eine Position gegenüber der Position der ersten Formposition verdreht ist, Banderolen in die Formnester einer zweiten Reihe des Formblocks einlegen kann. Mit anderen Worten werden in einer ersten Drehposition des Unterwerkzeugs die Formnester einer Reihe eines Formblocks mit Banderolen bestückt, dann das Unterwerkzeug in eine weitere Drehposition verdreht in der der Formblock der vorherigen Position gegenüber platziert ist und in dieser Position die Formnester der anderen Reihe des Formblocks mit Banderolen bestückt. Gleichzeitig damit können Banderolen in die entsprechende erste Reihe eines weiteren Formblocks eingelegt werden.

Vorteilhafter Weise können vier Reihen pro Formblock vorgesehen und zwei erste Zuführeinrichtungen derart angeordnet sein, dass in einer ersten Formposition des Unterwerkzeugs Banderolen in die Formnester zweier erster Reihen eines Formblocks einlegbar sind und zwei zweite Zuführeinrichtungen derart angeordnet sein, dass in einer zweiten Formposition des Unterwerkzeugs, in der der gleiche Formblock in eine Position gegenüber der Position der ersten Formposition verdreht ist, Banderolen in die Formnester zweier zweiter Reihen des Formblock einlegbar sind. Mit anderen Worten werden in einer ersten Drehposition des Unterwerkzeugs mittels zweier erster Zuführeinrichtungen die Formnester von zwei Reihen eines Formblocks mit Banderolen bestückt, dann das Unterwerkzeug in eine zweite Drehposition verdreht, wobei in dieser Position der Formblock gegenüber den vorherigen Positionen angehalten wird. In dieser Position werden in den übriggebliebenen Reihen die Formnester des Formblocks mittels zweier zweiter Zuführeinrichtungen mit Banderolen bestückt. Dies ermöglicht die einfache und zuverlässige Bestückung von Formblöcken mit vier Reihen, was wiederum aus produktionstechnischen Gesichtspunkten vorteilhaft sein kann. Ferner bleibt der Aufbau der Vorrichtung auch bei dieser Aufgabenstellung einfach und unkompliziert.

Die anzubringende Banderole ist vorzugsweise aus einem Papierlaminat, Kunststoff wie beispielsweise Polystyrol (PS) oder Polypropylen (PP), oder Kombinationen davon gemacht. Die Banderole weist daher eine gewisse Starrheit auf, so dass sie sich in der Regel insbesondere in den Eckenbereichen der jeweiligen Formnester nicht vollständig an die Wandung des Formnests anlegt. Dieses Phänomen tritt auch dann auf, wenn es sich um abgerundete Ecken handelt. Aus diesem Grund ist die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung vorteilhafter Weise mit einer Zuführeinrichtung ausgestattet, die zusätzlich eine Drucklufteinrichtung aufweist, welche es ermöglicht die Banderole an die Wand des jeweiligen Formnests anzublasen. Durch dieses Anblasen kann zuverlässig gewährleistet werden, dass sich die Banderole eng an die Wandung anlegt.

Darüber hinaus ist die Banderole in der Regel auf ihrer Innenfläche, d.h. der Fläche, die an dem Behälter anzubringen ist mit einem Schmelzklebstoff bzw. einem wärmeklebenden Material versehen, welches später durch das warme thermoplastische Material aus dem der Behälter geformt wird, erwärmt wird und somit seine Klebewirkung entwickelt, um die Banderole an dem Behälter anzubringen. Um das thermoplastische Material aus dem die Becher geformt werden zu erwärmen, umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung vorteilhafter Weise eine Heizeinrichtung, die in Maschinenrichtung gesehen dem Unterwerkzeug vorgeschaltet angeordnet ist. Da die Heizeinrichtung in der Regel auch Wärme auf die umliegenden Teile abstrahlt ist die Zuführeinrichtung zum Einlegen der Banderolen vorzugsweise auf der der Heizeinrichtung gegenüber liegenden Seite des Unterwerkzeugs angeordnet. Dadurch kann zuverlässig verhindert werden, dass der Schmelzklebstoff auf der Banderole im Stillstand der Banderolenzuführeinrichtung durch die von der Heizeinrichtung abgestrahlte Wärme seine Klebewirkung entfaltet und an der Zuführeinrichtung „anhaftet". Folglich kann erfolgreich verhindert werden, dass beim Wiederanfahren der Zuführeinrichtung (einlegen der Banderolen) die Banderolen in der Einrichtung verkleben und zu Komplikationen und Stillstandzeiten führen.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfassen die Formnester des Unterwerkzeugs eine Vakuumzuführung um die eingelegten Banderolen sicher in den Formnestern zu halten. Dies ist insbesondere notwendig, um die Banderolen beim Drehen des Unterwerkzeugs, sowie beim Ausformen der Becher in Positionen zu halten. Damit die Vakuumzuführung aufgrund der Drehbewegung des Unterwerkzeugs nicht abreißt ist sie beispielsweise mit einer Drehdurchführung versehen.

Vorteilhafter Weise weist jeder Formblock mehrere Reihen auf und die Vorrichtung hat mindestens zwei getrennte Vakuumkreisläufe, die jeweils den Formnestern einer Reihe zugeordnet sind. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn nicht beide Reihen des Formblocks gleichzeitig mit Banderolen bestückt werden, sondern in verschiedenen Drehpositionen.

Um die Formblöcke beim Ausformen der Behälter gleichmäßig zu kühlen umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung ferner vorteilhafter Weise einen Kühlkreislauf. Dieser Kühlkreislauf kann mehrere Anschlüsse und Verteilersysteme aufweisen, um die gleichmäßige Kühlung zu bewirken. Auch die Kühlmittelzuführung ist vorteilhafter Weise mit einer Drehdurchführung versehen.

Darüber hinaus schlägt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Herstellen von mit einer Banderole versehenen Behälter vor, welches die folgenden Schritte umfasst: Transportieren eines bahnförmigen Grundmaterials für die Behälter in einer Maschinenrichtung zwischen einem Oberwerkzeug mit n Stempeln und einem Unterwerkzeug einer Formpresse, wobei das Unterwerkzeug mindestens zwei Formblöcke umfasst, die jeweils n Formnester aufweisen; Anhalten des bahnförmigen Grundmaterials; Ausformen der Behälter durch Umformen des bahnförmigen Grundmaterials zwischen dem Oberwerkzeug und einem ersten Formblock des Unterwerkzeugs; Einlegen einer Banderole in die Formnester wenigstens eines anderen Formblocks des Unterwerkzeugs mit wenigstens einer Zuführeinrichtung im Wesentlichen gleichzeitig mit dem Ausformen; und Drehen des Unterwerkzeugs um eine Drehachse, die parallel zu einer durch das bahnförmige Grundmaterial aufgespannten Ebene verläuft, so dass die Formblöcke jeweils in eine Formposition verdreht werden, in der der nächste Formblock unter dem Oberwerkzeug angeordnet ist und in wenigstens einem anderen Formblock in der Formposition des einen Formblocks das Einlegen der Banderolen durchführbar ist. D.h. das Einlegen der Banderolen kann während dem Ausformen, also bei geschlossener Formpresse, durchgeführt werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand einer beispielhaften Ausführungsform unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen genauer beschrieben, in denen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind.
1 ist eine Seitenansicht, die eine Vorrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einer Formposition zeigt.
2 ist eine Seitenansicht der in 1 dargestellten Vorrichtung, in der einige Elemente weggelassen wurden und die dargestellte Zuführeinrichtung von dem Formblock weggefahren ist.
3 zeigt einen Arbeitszyklus der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung.
Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform
1 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform einer Vorrichtung zum Herstellen von mit einer Banderole versehenen Behältern gemäß der vorliegenden Erfindung.
Bei der Herstellung von mit einer Banderole versehenen Behältern strebt man herkömmlicher Weise einen Verarbeitungsvorgang in einer Fertigungsstraße an, bei dem man unmittelbar nach der Herstellung der Behälter in diese Behälter ein Produkt wie z.B. Jogurt, pastöses, flüssiges oder gelatineförmiges Produkt einfüllt, dann die Behälter mit Deckeln versiegelt und diese versiegelten Behälter von der Bahn (bahnförmiges Grundmaterial) so abscheidet, dass man einzelne Behälter oder Gruppen von mehreren Behältern erhält. Die Vorrichtung der vorliegen Erfindung kann ein Modul in einer derartigen Fertigungsstraße darstellen, welches die Behälter herstellt und mit einer Banderole versieht. Die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung, verwendet zu diesem Zweck ein sogenanntes "In-Mould-Verfahren", bei dem die Banderolen vor dem Ausformen der Behälter in Formnester einer Formpresse eingelegt werden. Die Seite der Banderolen, die an einem Behälter anzubringen ist, ist mit einem wärmeklebenden Material versehen, das bei Ausformen erwärmt wird und eine klebende Wirkung entwickelt, so dass die Banderole an dem Behälter befestigt ist.
Die Vorrichtung einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist zum Ausformen der Behälter 1 eine Formpresse mit einem (nicht dargestellten) Oberwerkzeug, das n Stempel hat, und einem Unterwerkzeug 2, das n Formnester 3 hat, auf. Mittels einer (nicht dargestellten) Transporteinrichtung wird eine thermoplastische Bahn 4, die als Grundmaterial für die Behälter 1 dient, schrittweise in einer Maschinenrichtung MR transportiert. Dem Unterwerkzeug 2 in Maschinenrichtung MR vorgeschaltet ist eine Heizeinrichtung 5 angeordnet, die das thermoplastische Material 4 vor dem Ausformen in der Formpresse erwärmt. Das Unterwerkzeug weist vier Formblöcke 6 auf, die jeweils n Formnester 3 aufweisen. Die Formnester sind in der dargestellten Ausführungsform in zwei Reihen angeordnet, die in einer Richtung senkrecht zur Zeichenebene verlaufen. Das Unterwerkzeug 2 ist um eine Drehachse 7 drehbar gelagert. Die Drehachse 7 verläuft parallel zu einer durch das thermoplastische Material 4 aufgespannten Ebene quer zur Maschinenrichtung MR.
Darüber hinaus umfasst die in 1 dargestellte Ausführungsform eine erste Zuführeinrichtung 8 und eine zweite Zuführeinrichtung 9 zum Einlegen von Banderolen in die Formnester 3 der jeweiligen Formblöcke 6. Die Zuführeinrichtungen 8, 9 weisen eine (nicht dargestellte) Transporteinrichtung auf, die schrittweise eine endlose Banderolebahn 10 transportiert. Ferner umfassen die Zuführeinrichtungen 8, 9 einen Kern, der durch eine zylinderförmige Wand umgeben ist und somit einen ringförmigen Spalt bildet. Die Banderolenbahn 10 wird von der Transporteinrichtung in diesen Spalt transportiert, so dass sich die Banderolenbahn um den Kern wickelt, d.h. die Banderolenbahn ist über den Umfang des Kerns angeordnet. Dann wird die Banderolenbahn mittels einer nicht dargestellten Abtrennvorrichtung abgeschnitten. Die Zuführeinrichtungen 8 und 9 weisen Einführstifte 11 auf, die in den Spalt zwischen dem Kern und der zylindrischen Wand eingreifen können. Vorzugsweise sind mehrere Einführstifte 11 über den Umfang des ringförmigen Spalts verteilt. Mittels dieser Einführstifte 11 kann die Banderole von dem Spalt in das jeweilige Formnest 3 des Formblocks 6 überführt werden. Die Zuführeinrichtungen 8, 9 weisen ferner mehrere Druckluftdüsen 12 einer Drucklufteinrichtung auf, die die Banderole an die Wand des Formnests 3 anblasen damit sich die Banderole eng an die Wand des Formnests anlegt.
In 1 sind die Zuführeinrichtungen 8, 9 an dem jeweiligen Formblock 6 angestellt dargestellt. Um die Zuführeinrichtungen 8, 9 optimal zu den jeweiligen Formnestern 3 der Formblöcke 6 auszurichten, umfassen die Zuführeinrichtungen 8, 9 jeweils eine Führungseinrichtung 13, die in die jeweiligen Formnester 3 eingreift, um die Zuführeinrichtungen 8, 9 entsprechend zu positionieren.
Die Vorrichtung in 1 weist ferner einen Vakuumkreislauf auf, der die Formnester an gewünschten Stellen mit einem Vakuum beaufschlagt, um die Banderolen an der Wand der Formnester 3 zu halten. Vorzugsweise umfasst die Vorrichtung zwei Vakuumkreisläufe, wobei die eine Reihe eines Formblocks von dem einen Vakuumkreislauf versorgt wird und die andere Reihe von dem zweiten Vakuumkreislauf. Die Vakuumzuführungen erfolgen mittels einer Drehdurchführung, wie sie dem Fachmann geläufig ist. Die Vakuumzuführungen sind in 1 nicht dargestellt. Darüber hinaus umfasst die Vorrichtung einen Kühlkreislauf zum Kühlen der Formblöcke insbesondere während des Formvorgangs, wobei die Zuführung des Kühlfluids mittels einer Drehdurchführung, wie sie dem Fachmann ebenfalls bekannt ist, erfolgt.
In der in 1 dargestellten Ausführungsform sind, wie bereits erwähnt, eine erste Zuführeinrichtung 8 und eine zweite Zuführeinrichtung 9 vorgesehen. Die Zuführeinrichtungen 8, 9 sind einander gegenüberliegend angeordnet, wobei die erste Zuführeinrichtung 8 die Formnester 3 einer ersten Formnesterreihe 14a mit Banderolen bestückt, während die Zuführeinrichtungen 9 zur gleichen Zeit die Formnester 3 einer Formnesterreihe 14b des gegenüberliegenden Formblocks 6 bestückt. Alternativ könnten auch beide Zuführeinrichtungen 8, 9 auf einer Seite einander benachbart angeordnet sein und gleichzeitig die Formnester der Formnesterreihen 14a und 14b mit Banderolen bestücken. In diesem Fall wäre es bevorzugt, dass die Zuführeinrichtungen 8, 9 dem Unterwerkzeug 2 in Maschinenrichtung nachgeschaltet angeordnet sind. Dies ist bevorzugt, weil dann die Zuführeinrichtungen 8, 9 nicht auf der Seite der Heizeinrichtungen 5 angeordnet wären und somit die abgestrahlte Wärme nicht zu Komplikationen im Betrieb der Zuführeinrichtungen führen kann. Sind alternativ vier Formnesterreihen pro Formblock 6 vorgesehen, so ist es vorteilhaft, dass an der Stelle an der in 1 jeweils eine Zuführeinrichtung angeordnet ist, jeweils zwei Zuführeinrichtungen angeordnet sind, die jeweils beispielsweise zueinander versetzte Formnesterreihen der jeweiligen Formblöcken mit Banderolen bestücken können. Unter versetzt versteht man in diesem Zusammenhang, dass zwischen zwei zu bestückenden Formnesterreihen eine weitere Formnesterreihe angeordnet ist, die in einem ersten Schritt nicht bestückt wird. Es wäre jedoch auch möglich, dass benachbarte Formnesterreihen bestückt werden.
Das Unterwerkzeug 2 ist in einer Richtung vertikal zu der durch das thermoplastische Material 4 aufgespannten Ebene bewegbar, die durch den Doppelpfeil A angedeutet ist. Darüber hinaus sind die Zuführeinrichtungen 8, 9 an die jeweiligen Formblöcke anstellbar, wie es in 1 dargestellt ist und von diesen wegfahrbar, wie es in 2 dargestellt ist. In der dargestellten Ausführungsform sind die Zuführeinrichtungen daher in einer durch das bahnförmige thermoplastische Material 4 aufgespannten Ebene und in Maschinenrichtung MR verschiebbar, wie es durch den Doppelpfeil B angedeutet ist. In 2 ist aus Klarheitsgründen nur eine Zuführeinrichtung 8 dargestellt, die im dargestellten Zustand von dem entsprechenden Formblock 6 weggefahren ist. Wie aus 1 deutlich wird, wird die jeweilige Zuführeinrichtung 8, 9 an die Seite einer Öffnung durch die der jeweilige Stempel des Oberwerkzeugs in die Formnester eingeführt angestellt.
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf 3 der Betrieb der dargestellten bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben. In 3 ist aus Klarheitsgründen nur eine Zuführeinrichtung dargestellt und die meisten Bezugszeichen, die in den 1 und 2 aufgeführt sind, wurden weggelassen.
Ausgehend von dem in 3 dargestellten Zustand (1) in dem der Formprozess der Behälter 2 gerade abgeschlossen ist und die Zuführeinrichtung 8 von dem Formblock 6b weggefahren ist, wird ein Arbeitszyklus im Folgenden beschrieben werden. Der Zustand (1) entspricht im Wesentlichen dem in 2 dargestellten Zustand.
Sobald der Formvorgang der Behälter abgeschlossen ist, wird das Unterwerkzeug 2 um den Betrag d₁ in der Richtung A nach unten (von der thermoplastischen Bahn 4 weg) bewegt, so dass die Behälter, die noch mittels den dazwischen entstehenden Stegen des bahnförmigen Grundmaterials 4 zusammenhängen, aus den Formnestern 3 des Formblocks 6a entnommen werden. Sind die Behälter vollständig entfernt, so kann die Transporteinrichtung das bahnförmige Grundmaterial 4 um einen Zyklus schrittweise weiterbewegen.
Ist das Unterwerkzeug 2 um den Betrag d₁ wie in Zustand (2) dargestellt abgesenkt, wird mit der Drehbewegung des Unterwerkzeugs 2 um die Drehachse 7 begonnen. In der dargestellten Ausführungsform erfolgt die Drehung gegen den Uhrzeigersinn. Im Zustand (3) ist bereits eine Drehbewegung um den Winkel α1 (z.B. 23°) und eine weitere Absenkung des Unterwerkzeugs 2 im Vergleich zum Zustand (1) auf einen Betrag d₂ erfolgt. D.h. im Zustand (3) wird sowohl eine Drehbewegung des Unterwerkzeugs 2 als auch eine Verschiebung des Unterwerkzeugs 2 in der Richtung A durchgeführt.
In dem Zustand (4) und (5) erreicht das Unterwerkzeug 2 unter gleichzeitiger Drehung um die Winkel α2 (z.B. 30°) bzw. α3 (z.B. 45°) eine Absenkung in der Richtung A um den Gesamtbetrag d₃ bzw. d₄.
Im Zustand (6) ist das Unterwerkzeug auf den Gesamtbetrag d₅ in der Richtung A abgesenkt und weiter verdreht worden und erreicht im Zustand (7) eine Drehung um 90° (α4) und ein Absenken um den Gesamtbetrag d₆.
Mit anderen Worten wurde das Unterwerkzeug 2 aus dem Zustand (1) um einen Formblock 6 in den Zustand (7) verdreht. Wie aus 3 ersichtlich ist, wird der Formblock 6a entsprechend aus der ersten Formposition (1) verdreht, so dass dem Formblock 6a in einem nachfolgenden Schritt Banderolen zugeführt werden können, wohingegen der Formblock 6b, in den bereits Banderolen eingelegt sind, in die zweite Formposition (12), in der die Becher in dem Formblock 6b ausgeformt werden, verdreht wird. Damit das Unterwerkzeug 2 bei der Drehung nicht mit der Heizeinrichtung 5 kollidiert und die Behälter aus dem entsprechenden Formblock entfernt werden können wird das Unterwerkzeug während der Drehung um die entsprechenden Beträge abgesenkt.
Aus dem Zustand (7) wird das Unterwerkzeug 2 wieder um den Betrag d₆ in die Formposition in der Richtung A nach oben verschoben. Ferner weist eine Referenzfläche der Einführstifte 11 der Zuführeinrichtung 8 zu der Mittelachse der Unterwerkzeugs 2 eine Referenzlänge R auf, wie es im Zustand (8) dargestellt ist. Nun wird die Zuführeinrichtung 8 an den entsprechenden Formblock 6b angestellt, was durch eine Bewegung der Zufuhreinrichtung als Gesamtheit in Bezug auf die Referenzlänge R um den Betrag L₁ in Richtung B zu dem Formblock 6d hin erfolgt. Das heißt im Zustand (9) ist die Zuführeinrichtung 8 an dem Formblock 6d angestellt. Dieser Zustand entspricht im Wesentlichen dem in 1 dargestellten Zustand. Zu diesem Zeitpunkt oder bereits in einem der vorstehenden Zustände (1–8) kann die Banderolebahn 10, wie oben beschrieben, in den Spalt zwischen dem Kern und der zylindrischen Wand eingeführt und abgeschnitten werden, so dass sie über den Umfang des Kerns anliegt.
Im Zustand (10) werden die Einführstifte 11 in Bezug auf die Referenzlänge R um den Betrag L₂ in Richtung B zu dem Formblock 6d hin verschoben Die Einführstifte 11 kommen mit dem Spalt zwischen dem Kern und der zylindrischen Wand in Eingriff und führen die Banderole in das jeweilige Formnest des Formblocks 6d ein. Danach werden die Einführstifte 11 wieder in Richtung B von dem Formblock d wegbewegt bis der Zustand (9) wieder erreicht ist, wie es in Zustand (11) dargestellt ist.
Danach wird die Zuführeinrichtung wie im Zustand (12) dargestellt wieder in Richtung B von dem Unterwerkzeug 2 weggefahren. Der Zustand (12) entspricht dem Zustand (1). Der Formvorgang der Behälter kann gleichzeitig mit dem Einlegen der Banderolen und daher während der Zustände (8)–(12) durchgeführt werden. Der oben beschriebene Arbeitszyklus wiederholt sich nach dem Zustand (12) kontinuierlich.
Sind die Formblöcke 6 mit je zwei Formnesterreihen ausgestattet und die beiden Zuführeinrichtungen 8, 9 auf der gleichen Seite wie die Zuführeinrichtungen 8 in 3 angeordnet, so erfolgt der Betrieb ähnlich. So werden die Arbeitsschritte der in 3 dargestellten Zuführeinrichtung für beide Zuführeinrichtungen gleichzeitig ausgeführt. Gleiches gilt, wenn die Zuführeinrichtungen gegenüber von einander angeordnet sind, wie es in 1 dargestellt ist. In diesem Fall werden die entsprechend beschriebenen Arbeitsschritte der Zuführeinrichtung in 3 gleichzeitig und gemeinsam für entsprechend gegenüber liegender Formblöcke 6d und 6a durchgeführt.
Umfasst jeder Formblock wenigstens vier Formnesterreihen, so sind zwei Zuführeinrichtungen auf der Seite eines Formblocks und zwei Zuführeinrichtungen auf der Seite eines anderen Formblocks angeordnet, die jeweils gleichzeitig die entsprechenden Vorgänge an dem einen Formblock und dem anderen Formblock durchführen.
Es ist ersichtlich, dass die vorliegende Erfindung nicht durch die rein beispielhaft beschriebene Ausführungsform begrenzt ist, sondern vielmehr Modifikationen im Rahmen des Umfangs der Erfindung durchgeführt werden können, wie er durch die begleitenden Ansprüche definiert ist.

Claims

Vorrichtung zum Herstellen von mit einer Banderole versehenen Behältern (1), mit einer Formpresse mit einem Oberwerkzeug, das n Stempel aufweist und einem Unterwerkzeug (2), das n Formnester (3) aufweist; einer Transporteinrichtung zum schrittweise Transportieren eines bahnförmigen Grundmaterials (4) für die Behälter in einer Maschinenrichtung (MR) zwischen dem Oberwerkzeug und dem Unterwerkzeug; und wenigstens einer Zuführeinrichtung (8, 9) zum Einlegen von Banderolen in die Formnester, dadurch gekennzeichnet, dass das Unterwerkzeug mindestens zwei Formblöcke (6) aufweist, die jeweils n Formnester aufweisen, wobei das Unterwerkzeug um eine Drehachse (7), die parallel zu einer von dem bahnförmigen Grundmaterial aufgespannten Ebene verläuft, drehbar ist, so dass die Formblöcke jeweils in eine Formposition verdrehbar sind, in der der jeweilige Formblock unter dem Oberwerkzeug angeordnet ist, und wobei die wenigstens eine Zuführeinrichtung derart angeordnet ist, dass sich, wenn sich ein Formblock in der Formposition befindet, wenigstens ein anderer Formblock in einer Einlegeposition befindet, in der das Einlegen der Banderolen durchführbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Unterwerkzeug (2) in einer Richtung (A) senkrecht zu der durch das bahnförmige Grundmaterial (4) aufgespannten Ebene bewegbar ist und die Zuführeinrichtung (8, 9) derart bewegbar (B) ist, dass sie an den jeweiligen Formblock (6) anstellbar ist und von diesem wegfahrbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Zuführeinrichtung (8, 9) an die Seite einer Öffnung, durch die der jeweilige Stempel des Oberwerkzeugs in die Formnester (3) eingeführt wird, anstellbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Unterwerkzeug (2) wenigstens drei Formblöcke (6) aufweist, wobei jeder Formblock mehrere Reihen (14a, 14b) von Formnestern (3) aufweist und mehrere Zuführeinrichtungen (8, 9) unterschiedlichen Reihen zugeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei zwei Reihen (14a, 14b) pro Formblock (6) vorgesehen sind und zwei Zuführeinrichtungen (8, 9) derart angeordnet sind, dass Banderolen in die Formnester (3) der zwei Reihen gleichzeitig einlegbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei zwei Reihen (14a, 14b) pro Formblock (6) vorgesehen sind und eine erste Zuführeinrichtung (8) derart angeordnet ist, dass in einer ersten Formposition des Unterwerkzeugs (2) Banderolen in die Formnester (3) einer ersten Reihe (14a) eines Formblocks (6) einlegbar sind, und eine zweite Zuführeinrichtung (9) derart angeordnet ist, dass in einer zweiten Formposition des Unterwerkzeugs, in der der gleiche Formblock (6) in eine Position gegenüber der Position der ersten Formposition verdreht ist, Banderolen in die Formnester (3) einer zweiten Reihe (14b) des Formblocks (6) einlegbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei vier Reihen pro Formblock vorgesehen sind und zwei erste Zuführeinrichtung derart angeordnet sind, dass in einer ersten Formposition des Unterwerkzeugs Banderolen in die Formnester zweier erster Reihen eines Formblocks einlegbar sind und zwei zweite Zuführeinrichtungen derart angeordnet sind, dass in einer zweiten Formposition des Unterwerkzeugs, in der der gleiche Formblock in eine Position gegenüber der Position der ersten Formposition verdreht ist, Banderolen in die Formnester zweier zweiter Reihen des Formblocks einlegbar sind.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Zuführeinrichtung (8, 9) eine Drucklufteinrichtung (12) zum Anblasen der Banderole an die Wand des jeweiligen Formnests (3) aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung ferner eine Heizeinrichtung (5) zum Erwärmen des bahnförmigen Grundmaterials (4) umfasst, die in Maschinenrichtung (MR) gesehen vor dem Unterwerkzeug (2) angeordnet ist, wobei die Zuführeinrichtung (9) auf der der Heizeinrichtung gegenüberliegenden Seite des Unterwerkzeugs angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Formnester (3) jeweils eine Vakuumzuführung aufweisen.
Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei jeder Formblock (6) mehrere Reihen aufweist und die Vorrichtung mindestens zwei getrennte Vakuumkreisläufe aufweist, die jeweils die Formnester (3) einer Reihe des Formblocks versorgen.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung ferner mindestens einen Kühlkreislauf zum Kühlen der Formblöcke (6) umfasst.
Verfahren zum Herstellen von mit einer Banderole versehenen Behältern (1), umfassend die Schritte Transportieren eines bahnförmigen Grundmaterials (4) für die Behälter in einer Maschinenrichtung (MR) zwischen einem Oberwerkzeug mit n Stempeln und einem Unterwerkzeug (2) einer Formpresse, wobei das Unterwerkzeug mindestens zwei Formblöcke (6) umfasst, die jeweils n Formnester aufweisen; Anhalten des bahnförmigen Grundmaterials; Ausformen der Behälter durch Umformen des Grundmaterials zwischen dem Oberwerkzeug und einem ersten Formblock des Unterwerkzeugs; Einlegen einer Banderole in die Formnester wenigstens eines anderen Formblocks des Unterwerkzeugs mit wenigstens einer Zuführeinrichtung (8, 9) im wesentlichen gleichzeitig mit dem Ausformen; und Verdrehen des Unterwerkzeug um eine Drehachse (7), die parallel zu einer durch das bahnförmige Grundmaterial aufgespannten Ebene verläuft, so dass die Formblöcke jeweils in eine Formposition verdreht werden, in der der nächste Formblock unter dem Oberwerkzeug angeordnet ist, und sich wenigstens ein anderer Formblock in einer Einlegeposition befindet, in der das Einlegen der Banderolen durchführbar ist.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei das Unterwerkzeug (2) gleichzeitig mit der Verdrehung in einer Richtung (A) senkrecht zu der durch das bahnförmige Grundmaterial (4) aufgespannten Ebene von dem bahnförmige Grundmaterial weg bewegt wird und die Zuführeinrichtung (8, 9) gleichzeitig mit der Verdrehung des Unterwerkzeugs von diesem weggefahren wird und nach Abschluss der Verdrehung das Unterwerkzeug wieder in einer Richtung (A) senkrecht zu der durch das bahnförmige Grundmaterial aufgespannten Ebene zu dem bahnförmige Grundmaterial hin bewegt wird und die Zuführeinrichtung wieder an den jeweiligen Formblock angestellt wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Unterwerkzeug (2) mindestens drei Formblöcke (6) aufweist und in einer ersten Formposition des Unterwerkzeugzeugs Banderolen in die Formnester (3) einer ersten Reihe (14a) eines Formblocks eingelegt werden und in einer zweiten Formposition des Unterwerkzeugs, in der der gleiche Formblock in eine Position gegenüber der ersten Formposition verdreht ist, Banderolen in die Formnester einer zweiten Reihe (14b) des Formblocks eingelegt werden.
Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, wobei das Unterwerkzeug (2) mindestens drei Formblöcke (6) aufweist und in einer ersten Formposition des Unterwerkzeugzeugs die Banderolen in die Formnester in zwei erste Reihen eingelegt werden und in einer zweiten Formposition des Unterwerkzeugs, in der der gleiche Formblock in eine Position gegenüber der ersten Formposition verdreht ist, die Banderolen in die Formnester zweier zweiten Reihen eingelegt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13–16, wobei die Banderolen von der Seite einer Öffnung, durch die der jeweilige Stempel des Oberwerkzeugs in das Formnest eingeführt wird, in die Formnester eingelegt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13–17, wobei die Banderolen beim oder nach dem Einlegen in die Formnester an die Wand des jeweiligen Formnests angeblasen werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13–18, wobei das bahnförmige Grundmaterial erwärmt wird bevor es zwischen das Oberwerkzeug und das Unterwerkzeug transportiert wird, wobei das Einlegen der Banderolen in Maschinenrichtung gesehen dem Unterwerkzeug nachgeschaltet durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13–19, wobei die Banderolen in den Formnestern mit einem angelegten Vakuum an den Wänden der jeweiligen Formnester gehalten werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13–20, wobei die Formblöcke durch einen Kühlkreislauf gekühlt werden.