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Kunststoffbehälter sowie Verfahren und Vorrichtung zu dessen Verschließen
Die Erfindung bezieht sich auf einen vorzugsweise ganz aus Kunststoff hergestellten
Behälter insbesondere Öldose, der im Bereich des Deckels bzw. oberen Bodens eine
durch Schweißung verschließbare vorstehende Randbegrenzung für eine schlitzförmige
Einfüllöffnung aufweist. Es wird dabei gleichzeitig das Verfahren und die Vorrichtung
zum Verschließen des Behälters behandelt.
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Es sind Kunststoffbehälter mit an der Behälteroberseite angeordneter
schlitzförmiger Einfüllöffnung vorgeschlagen worden, die mit einer trichterförmig
verlaufenden, nach dem Füllvorgang im Klebe- oder Schweißverfahren verschließbaren
und von der Behälteroberseite abstehende Randbegrenzung in Gestalt von beweglichen
Lippen versehen sind. Bei diesen Behältern ist die Behälteroberseite im wesentlichen
eben gestaltet. so daß beim Verschließen der den Einfülltrichter bildenden Lippen
das Material durch Zusammenpressen verformt werden muß, nachdem ein Mitgehen der
Behälteroberseite zum Schließen der schlitzförmigen Öffnung nicht möglich ist.
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Dies stößt im Hinblick auf die meist geringe Nachgiebigkeit des zweckgebunden
verwendeten Werkstoffs auf Schwierigkeiten, und zwar besonders deshalb, weil die
Füllrandlippen einen in sich geschlossenen Ring bilden, der ein Ausweichen überflüssigen
Werkstoffs beim Zusammendrücken der Lippen ausschließt und daher Faltbildungen nicht
zu vermeiden sind. Dadurch können nicht verschweißte Stellen oder Luftkanäle in
der Randbegrenzung der Verschlußöffnung auftreten, so daß von einem dichten Verschluß
nicht mehr gesprochen werden kann. Ein we -terer Nachteil besteht darin, daß nach
dem Verkleben oder Verschweißen der Lippenränder auf die Verbindungsstelle Kräfte
wirken, die von den verformten Teilen der Behälteroberseite und der Randbeerenzung
der Öffnung herrühren und das Bestreben haben, die Verbindung zu lösen. Dadurch
kann sich beispielsweise beim Transport und der Einlagerung die Schweißverbindung
lösen und dem Füllgut den Weg nach außen frei machen. Beim Verkleben oder Verschweißen
der bekannten Randbegrenzung der Einfüllöffnung muß daher unter verhältnismäßig
hohem, lang aufrechterhallenem Druck gearbeitet werden.
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Hierdurdi können beim Verformen Risse in den Lippenwurzeln entstehen.
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Es sind weiterhin tubenförmige Behälter bekannt bei denen an der
Verschlußkappe eine schlitzförmige Enfüll- und Entleerungsöffizung vorgesehen ist,
deren Verschlußlippen sich aber nur durch Eindrücken der BebJ1terwandung öffnen
oder schließen lassen. Ein besonderer Nachteil bei den bekannten Einrichtungen
besteht
darin, daß die Randbegrenzung der Einfüllöffnung sehr weit über die Behälteroberseite
hinausragt. Zur Erreichung der Stapelbarkeit der Behälter müssen daher die entsprechenden
Einbuchtungen im Boden des aufstehenden Behälters sehr zuungunsten des Behälterinhalts
ein vergrößertes Ausmaß erhalten. nie Erfindung bezweckt, diese Nachteile zu beseitigen.
Dies wird zunächst dadurch erreicht, daß die Behälteroberseite in an sich bekannter
Weise nach außen gewölbt und durchdrückbar ausgebildet ist.
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Dabei wird die schlitzförmige Einfüllöffnung so bemessen, daß eine
Anlage der Öffnungsränder in nicht gewölbtem Zustand der Behälteroberseite eintritt.
Es werden beim Eindrücken der gewölbten Behälteroberseite in das Behälterinnere
mit umgekehrter, also kon;es,er Wölbung nicht nur die Schlitzränder, sondern vor
allem die Ränder der abstehenden Lippen einander genähert, so daß beim Verbinden
der Lippenränder keine Verforirlung an den Lippenwurzeln erforderlich ist. Die aufstehenden
Lippenteile zu beiden Seiten der schlitzförmigen Einfüllöffnung stehen bei nicht
gewölbter Behälteroberseite annähernd senkrecht zu dieser auf, d. h., sie schließen
mit der Behälteroberseite einen rechten Winkel oder einen annähernd rechten Winkel
ein. Das bewegliche Mitgehen der Lippenteile wird erfindungsgemäß dadurch begünstigt,
daß keine Verbindung zwischen den beiderseits der Einfüllöffnung angeordneten Lippen
besteht, so daß diese beim Eindrücken der gewölbten Behälteroberseite dem Verformungsvorgang
frei beweglich folgen können.
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Durch die senkrecht zu der Behälteroberseite verlaufenden Anordnung
der Verschlußlippen im Bereich der Einfüllöffnung wird somit ohne weiteres erreicht,
daß in der eingedrückten Lage der Behälteroberseite die Lippenränder der Einfüllöffnung
sich von selbst berühren. Nach der Durchbiegung der gewölbten Behälteroberseite
in das Behälterinnere wird nach Überschreiten der ebenen Lage das Zurückfedern aufgehoben.
Die
in das Behälterinnere ragende konvex gestaltete Behälteroberseite bleibt danach
von selbst in der eingedrückten Lage und hält spannungsfrei die Lippenränder gegeneinandergedrückt.
Auf diese Weise kann der von den Preßstempeln des Schweißaggregats ausgeübte Druck
auf die Lippenränder beim Verschweißen oder Verkleben wesentlich geringer sein und
nur kurze Zeit aufrechterhalten bleiben. Das Eindrücken der Behälteroberseite kann
durch Anordnung von Sicken oder ähnlichen Verformungen erleichtert werden.
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Durch das Eindrücken der Behälteroberseite in das Behälterinnere
wird auch erreicht, daß die Verschlußlippen nur gering über dem Behälteroberteil
vorstehen, so daß die Stapeleinbuchtung im Boden des aufstehenden Behälters zugunsten
des Behälterinhalts entsprechend geringer bemessen werden kann. Hierbei ist noch
zu beachten, daß es ohne weiteres möglich ist, die obere Randbegrenzung der Lippen
in der Ausgangsstellung in dem Ausmaß bogenförmig verlaufen zu lassen, wie dies
zur Erreichung einer geraden Begrenzung im geschlossenen Zustand des Behälters erforderlich
ist.
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Das gemäß der Erfindung anzuwendende Verfahren zum Verschließen der
Behälter erfährt gegenüber den bekannten Verfahren ebenso eine wesentliche Vereinfachung
wie auch die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
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Das Verschließen der Behälteröffnung erfolgt durch einfaches Eindrücken
der bombierten Behälteroberseite in das Behälterinnere in einem Ausmaß, daß die
nach innen ragende Wölbung gegen Rückfederung gesichert ist. Danach können die sich
automatisch berührenden Verschlußlippen in bekannter Weise verschweißt werden. Zur
Durchführung dieses Verfahrens genügt entweder ein einfacher Rollenstempel oder
ein die Behälteroberfläche erfassender Druckstempel, der einer an sich bekannten,
die Verschlußwände erfassenden Fördervorrichtung der Behälter vorgeschaltet ist.
Besondere Vorteile erbringt eine vereinfachte Vorrichtung, bei welcher der Druckstempel
unmittelbar mit einer Schweißvorrichtung zum Verschließen der Öffnungslippen versehen
ist.
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Hierdurch verbilligt sich die Gesamtvorrichtung, und der Durchlauf
der Behälter wird gesteigert.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden
Beschreibung.
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In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung beispielsweise
dargestellt. Es zeigt Fig. 1 die perspektive Ansicht des Behälteroberteils, F i
g. 2 den Querschnitt durch ein Behälteroberteil, F i g. 3 die Draufsicht auf einen
Behälter quadratischen Querschnitts, F i g. 4 einen runden Behälter in Draufsicht,
F i g. 5 eine Verschließvorrichtung und F i g. 6 ein Einzelteil dieser Vorrichtung.
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Weiter zeigen F i g. 7, 8 und 9 den Querschnitt durch den Behälteroberteil
in den verschiedensten Verschlußstellungen, und zwar F i g. 7 die Offenstellung
der Einfüllöffnung, F i g. 8 die teilweise eingedrückte Behälteroberseite mit anliegenden
Öffnungslippenrändern, F i g. 9 die durchgedrückte Behälteroberseite in der Endstellung
mit fester Anlage der Lippenränder.
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Der Behälter 1 weist eine Oberseite 2 auf, die durch Bombierung und
gegebenenfalls zusätzlich durch Sik-
ken 3 elastisch unter Vorspannung gehalten ist.
Diagonal ist als Einfüllöffnung 4 ein Schlitz vorgesehen, dessen Ränder mit Lippen
5 versehen sind, die von der Behälteroberseite im Bereich der Einfüllöffnung etwa
senkrecht aufstehen.
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Die Oberseite ist ferner mit Ansätzen 6 versehen, die durchgestoßen
werden können, um ein bequemes Entleeren des Behälters zu ermöglichen. Zum Entleeren
des Behälters kann aber auch ein Dreieckzwickel vom Ende der zusammengeschweißten
Lippen geschnitten werden. Vorzugsweise ist der Behälterboden so ausgebildet, daß
er eine Ausnehmung für die Aufnahme der nach dem Füllen verschlossenen vorstehenden
Lippen aufweist, um die Behälter stapeln zu können.
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Wird nach dem Füllen die Behälteroberseite 2 in das Behälterinnere
gedrückt, wie dies in F i g. 2 strichliert und weiter in den Fig. 8 und 9 dargestellt
ist, so legen sich die Lippenränder unter Beibehaltung der rechtwinkligen Stellung
zur Behälteroberseite fest aneinander, so daß eine weitere Verformung der Lippenwurzeln
beim Verbinden der Lippenränder nicht erforderlich ist. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel
verbleibt der eingedrückte, konvex gestaltete Behälterdeckel 2 in dieser Lage, so
daß die feste Lage der Lippenränder in jeder Hinsicht gewährleistet ist.
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Die Einfüllöffnung wird vorzugsweise diagonal gelegt, um auch den
äußersten Teil der Behälterumgrenzung zu erfassen, doch kann sie auch eine andere
Lage aufweisen, wie dies in F i g. 3 punktiert angedeutet ist.
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Fig. 4 zeigt eine Dose mit rundem Querschnitt, um zu veranschaulichen,
daß die erfindungsgemäße Ausbildung der Behälteroberseite vom Querschnitt des Behälters
unabhängig ist. Dies gilt auch hinsichtlich der Größe der Einfüllöffnung, die nicht
immer bis zum Behälterrand reichen muß. Es ist dies insbesondere dann der Fall,
wenn gesonderte Entleerungsstellen vorgesehen sind. In jedem Fall ist es zweckmäßig,
daß der Öffnungsschlitz eine Länge erhält, die dem Durchmesser der Bombierung der
Behälteroberseite entspricht.
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Fig.5 zeigt eine Vorrichtung zum Verschließen der erfindungsgemäßen
Behälter. Auf einem Transportband 11 werden die Behälter 1 von der Füllstelle zur
Verschlußeinrichtung 12 gebracht, wo sie von einer Fördereinrichtung 13, z. B. einem
angetriebenen endlosen Band, übernommen werden. Der obere Bandteil 14 läuft über
einen Rollengang oder einen Tisch 15, der von einem Gestell 16 getragen wird.
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An diesem Gestell 16 ist höhenverstellbar die eigentliche Verschlußeinrichtung
17 angeordnet. Diese besteht aus einem Führungsteil 18 das ganz oder teilweise aus
Rollen oder Gleitschienen bestehen kann und im Bereich der Erfassung der Öffnungslippen
der Behälter unter Federeinwirkung steht. Dem Führungsteil 18 vorgeschaltet ist
der Niederhalter 19 zum Durchdrücken der Behälteroberseite, der nach Bedarf unter
Federeinwirkung stehen kann und mit der Nachstellvorrichtung 26 versehen ist.
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Im gezeigten Beispiel ist aus F i g. 6 zu erkennen, daß im Führungsteil
18 in bekannter Weise zwei zusammenwirkende endlose Bänder 20, die über zwei Rollengänge
führen, die Lippen der Öffnungsränder der Behälter erfassen und unabhängig von ihrer
Eigenlage in der Anlagestellung halten, um sie dann der Schweißvorrichtung 21 zuzuführen.
Diese besitzt die unter magnetischer Steuerung 24 stehenden Schweißbacken 22, die
unter der Wirkung von Federn
23 stehen und welche den erforderlichen
Schweißdruck aufbringen. Zur Abförderung der bereits verschlossenen Behälter dient
ein weitere Fördervorrichtung 27.
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Die Wirkungsweise der Vorrichtung gestaltet sich wie folgt: Die von
der Fördereinrichtung 11 kommenden gefüllten Behälter werden auf das Förderband
13 übertragen. Sodann wird die Behälteroberseite mittels der Vorrichtung 19 eingedrückt,
und die Führungseinrichtung 18 übernimmt durch Erfassung des noch überstehenden
Teils der Verschlußlippen die weitere Beförderung der Behälter zum Schweißaggregat
21.
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Die Bänder 26 bewirken, daß die Lippen 8 noch weiter zusammengeführt
werden und halten diese in der richtigen Lage, so daß sie leicht zwischen die Schweißbacken
22 eingeführt werden können. Wird der Magnetstromkreis unterbrochen, so werden die
Schweißbacken unter der Wirkung der Federn 23 seitlich an die Lippen herangeführt,
so daß die Schweißung vorgenommen werden kann. Hierauf werden die Schweißbacken
unter Einschaltung des Magnetstromkreises geöffnet, und der nunmehr verschlossene
Behälter setzt seinen Weg vom Transportband 13 durch Übergabe auf das Transportband
27 fort.
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Da der Schweißvorgang im Aggregat 21 nur von kurzer Dauer ist, kann
bei entsprechender Abstandhaltung der Behälter der kontinuierliche Lauf über die
Transportbänder 11, 13 und 27 ohne Unterbrechung fortgesetzt werden. Es ist aber
auch möglich, durch einen entsprechenden Unterbrechungsrhythmus den Transport so
zu steuern, daß für den Schweißvorgang eine gewisse Zeitspanne Berücksichtigung
findet.
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In Abänderung der beschriebenen Vorrichtung und deren Wirkungsweise
kann an Stelle des Rollenniederhalters 19 auch ein Druckstempel 25 Verwendung finden,
der nach Durchdrücken des Bodens in die ins Behälterinnere gerichtete Konvexform
ein gleichzeitig angebautes Schweißaggregat wirksam werden läßt.
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Die Behälter werden dann über die Führungseinrichtung 18 unmittelbar
zum Transportband 27 geleitet.
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Es ist aber auch möglich, daß der Druckstempel 25 ohne Schweißaggregat
Anwendung findet und die Funktion des Rollenniederhalters 19 übernimmt. In diesem
Falle bleibt das Schweißaggregat 21 in Wirksamkeit.
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Eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung sieht vor, daß der gleichzeitig
mit einem Schweißaggregat versehene Druckstempel 25 an die Stelle des Schweißaggregats
21 tritt. Hierbei kann auf den Niederhalter 19 verzichtet werden. Die Behälter werden
von den Transportbändern 20 der Führungseinrichtung 18 erfaßt, und die Verschlußlippen
werden unter Zurückdrücken der bombierten Behälteroberseite in die Horizontallage
zum Druckstempel 25 geleitet, wo dann das weitere rhythmische Eindrücken der Behälteroberseite
in die Konvexform mit gleichzeitiger Verschweißung der Verschlußlippen erfolgt.
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Zur Erleichterung der sicheren Verschweißung der Verschlußlippen
wird zweckmäßig an den Stoßstellen der Lippen ein Teil der Stoßenden im Anschluß
an die Behälteroberseite geschlossen gehalten.
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Die Ausbildung des Behälters und die Vorrichtung zum Verschließen
gemäß der Erfindung erbringt eine rationelle Fertigung und Verschlußmöglichkeit,
wobei zu beachten ist, daß der Behälter samt der Verschlußeinrichtung in einem Arbeitsgang
hergestellt
wird und besondere Verschlußmittel, beispielsweise Verschlußdeckel und
Ringe, sich erübrigen.