DE1461849B2

DE1461849B2 -

Info

Publication number: DE1461849B2
Application number: DE1461849A
Authority: DE
Inventors: Heinz 6933 Mudau Pechthold
Original assignee: Pmd Entwicklungswerk Fuer Kunststoffmaschinen Gmbh U. Co. Kg, 7505 Ettlingen
Priority date: 1951-01-28
Filing date: 1951-01-28
Publication date: 1973-10-31
Also published as: DE1461849C3; DE1461849A1

Description

Die Erfindung geht aus von einem bekannten VeriarifenTzum Herstellen gefüllter und verschlossener Behälter aller Art aus einem im verformbaren Zustand in einer Form eingeschlossenen Schlauchstück aus thermoplastischem Material, welches durch Treibgas aufgeweitet wird, worauf der frisch geformte Behälter mit der Atmosphäre verbunden, gefüllt und verschlossen wird.

Ferner ist es bekannt, den Innenraum des in die Hohlform eingeführten Schlauchstückes unter Druck zu setzen und auf diese Weise wenigstens solange an die Formwandung anzudrücken, bis das Material erhärtet ist. Das Andrücken an die Formwandung erfolgt auch oft durch das eingeführte Füllgut selbst, wobei dann auch noch die sich über dem Füllspiegel befindliche Luft komprimiert und zum Aufweiten des Schlauchstückes verwendet wird. Bei diesem Verfahren dauert jedoch der eigentliche Verformvorgang relativ lang und oft bis ans Ende des Füllvorganges.

Ein anderes bekanntes Verfahren, bei dem allerdings nicht gleichzeitig ein Füllgut eingeführt wird, besteht darin, die zwischen der Außenseite der Schlauchwandung und der Formwandung vorhandene Luft abzusaugen, den Schlauch auf diese Weise an die Formwandung anzulegen und den Schlauch schließlich bis zu seiner Erhärtung durch Saugwirkung bzw. Vakuum an der Formwandung festzuhalten. Dieses Verfahren hat gegenüber den üblichen Blasverfahren den Vorteil, daß das Schlauchstück in jedem Fall genau, bzw. eng an die Formwandung anzuliegen kommt. Der größte Nachteil liegt jedoch darin, daß wegen den kleinen zur Verfügung stehenden Verformkräften (max. 1 kg/cm² nur relativ kleine und dünnwandige Behälter, wie z. B. Ampullen hergestellt werden können. Aus den gleichen Gründen ist auch die zur Verformung notwendige Zeit relativ lang.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die genannten Nachteile zu vermeiden und in einfachster Weise auch größere Kunststoffbehälter schnell und ohne Gefahr einer Beschädigung zu formen und anschließend zu füllen. Zur Lösung dieser Aufgabe sind erfindungsgemäß alle nachstehend genannten Merkmale a) bis d), wie sie auch im Kennzeichnungsteil des Anspruches 1 enthalten sind, notwendig=

a) Zum Verform des Schlauchstückes wird von innen wirkend Treibgas und — von außen wirkend — Vakuum gleichzeitig angewandt.

b) Nach dem Aufweiten des Schlauchstückes zum Behälter und vor dem Einführen des Füllgutes wird der Innenraum des Schlauchstückes mit Luft oder einem anderen Gas gespült und dabei das Vakuum von außen weiter aufrechterhalten.

c) Nach dem Spülen wird das Füllgut in den Innenraum des Behälters eingebracht und dabei das Vakuum von außen solange aufrechterhalten, bis der Füllvorgang beendet ist.

d) Nach Beendigung des Füllvorganges wird das noch offene Ende des Behälters verschlossen.

Vorteilhafterweise wird das offene Ende des Schlauchstückes wenigstens auf seiner Innenseite während dem Verform- und Füllvorgang durch Beheizen auf Schweißtemperatur gehalten.

Das Beheizen des Schlauchendes kann durch Anblasen mit einem heißen Gas erfolgen. Es können hierzu auch Heizelemente verwendet werden.

In der Zeichnung sind Ausführungsmöglichkeiten des Verfahrens nach der Erfindung beispielsweise dargestellt und im nachstehenden Beschreibungsteil noch etwas näher erläutert. Es zeigen:

F i g. 1 die Lage eines in einer Form festgeklemmten Schlauchstückes vor Beginn der Verformvorgänge;

F i g. 2 das in der Form nach F i g. 1 festgehaltene Schlauchstück in einem weiteren Stadium des Verfahrensablaufs;

F i g. 3 ein Arbeitsschema eines vollständigen Herstellungszyklus;

F i g. 4 eine bestimmte Phase während dem Ablauf einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens;

Fig. 5 ein Arbeitsschema eines weiteren, vollständigen Herstellungszyklus, und

F i g. 6 einen Längsschnitt durch einen Teil einer Ausführungsform eines Fülldornes.

Fig. 1 und 2 illustrieren die verschiedenen Schritte, wie sie zur Herstellung und Füllung mit einem nicht schäumenden Gut eines Kunststoffbehälters zweckmäßig zur Anwendung gelangen.

In der Ausgangslage nach F i g. 1 befindet sich dabei ein sich noch in seiner eigenen Wärme befindliches Stück 1 eines extrudierten Kunststoffschlauches

in eine Hohlform 2 eingeklemmt, und zwar mit einem vor oder kurz nach dem Schließen der Form 2 in sein oberes Ende eingeführten Fülldorn 3.

Die dem Verschließen des nach nachstehendem Verfahren gebildeten und gefüllten Behälters erfolgt durch die beiden oberen Backen der Form 2, welche normalerweise den eingeführten Schlauch 1 nicht berühren.

Durch den Fülldorn 3 wird nun zuerst ein Treibgas, im konkreten Fall Druckluft von etwa 8 bis 10 at, in das Schlauchstück 1 eingeführt und dieses damit aufgeweitet. Die Zufuhr der Druckluft kann z. B. durch geeignete Betätigung des Ventils 4 erfolgen. Spätestens beim Anliegen der Schlauchwandung, jedoch zweckmäßig schon vorher, wird an der Außenseite der Schlauchwandung Vakuum zur Wirkung gebracht und das Schlauchstück damit an die Formwandurig angelegt und dort festgehalten. Ein solches Vakuum wird z. B. durch Evakuieren des Forminnenraumes über eine Saugleitung 5 erzielt. Um die Luft aus dem Raum 6 zwischen den Formeinsätzen 7 und 7' und dem Schlauchstück 1 abzusaugen, können die Einsätze z. B. eine Anzahl kleiner Bohrungen aufweisen, oder auch bei geschlossener Form leicht im Abstand voneinander liegen, so daß der mit der Saugleitung 5 in Verbindung stehende Ringraum 8 ständig mit dem Raum 6 in Verbindung steht. Sobald das Schlauchstück 1 an der Formwand anliegt, wird dessen Innenraum mit der Atmosphäre in Verbindung gesetzt, was beim gezeigten Beispiel durch Zurückziehen des Fülldorns um einen bestimmten, einen genügenden Spalt zwischen letzterem und dem oberen Ende des Schlauchstückes 1 schaffenden Betrag erfolgt (s. F i g. 2).

Bevor nun das Füllgut eingeführt wird, wird durch Umschalten des Ventils 4 der Innenraum des Schlauchstückes 1 an eine Spülgasquelle angeschlossen und gespült, wobei das Spülgas aus dem offenen Schlauchende austreten kann. Falls als Spülgas Luft verwendet wird, kann dazu die vorher zum Aufweiten des Schlauchstückes 1 verwendete Druckluft dienen. Nach dem Spülen, d. h. beim Schließen des Ventils 4, wird das Ventil 9 geöffnet und das Füllgut zugeführt, wobei die Verbindung des Schlauchinnenraumes mit der Atmosphäre aufrechterhalten wird. AudiÜäs auf die Außenseite der Schlauchwandung wirkende Vakuum wird beibehalten, und zwar wenigstens solange bis das Schlauchstück 1 so stark erkaltet, bzw. erstarrt ist, daß eine unbeabsichtigte Verformung nicht mehr möglich ist. Falls das Füllgut eine relativ niedrige Temperatur aufweist, wird damit natürlich der Erstarrungsprozeß beschleunigt.

Nach Erreichen des gewünschten Füllspiegels wird das Ventil 9 geschlossen und der auf vorstehende Weise gebildete und gefüllte Behälter der Form entnommen. Falls ein sofortiges Verschließen des Behälters gewünscht wird, wird zweckmäßig das obere offene Ende des Schlauchstückes wenigstens auf seiner Innenseite während den Verform- und Füllvorgängen durch Beheizen auf Schweißtemperatur gehalten. Dies kann z. B. durch eine im Fülldorn und/oder den oberen beiden Formbacken 10, 10' eingebaute elektrische Heizeinrichtung, bzw. Schweißeinrichtung, oder durch seitliches Ausblasen von heißer Luft aus dem Fülldorn erfolgen, wie weiter unten noch ausführlicher erläutert werden wird. Das Verschließen, bzw. Verschweißen des offenen Endes erfolgt dann auf bekannte Weise, d. h. die beiden Backen 10, 10' der Oberform werden gegeneinandergepreßt, bzw. geschlossen.

F i g. 3 zeigt die verschiedenen Arbeitsgänge in einem Schema. Es sind dabei selbstverständlich Änderungen und insbesondere Überlappungen von Vorgängen möglich, die z. B. eine weitere Verkürzung des gesamten Zyklus erlauben könnten.

Beim Arbeiten mit schäumenden, bzw. bei Behandlung schaumbildenden Füllgütern kann grundsätzlich

ίο gleich vorgegangen werden. Wenn jedoch der gebildete Schaum abgesaugt werden soll,-wird zweckmäßig etwa wie nachstehend beschrieben vorgegangen (s. Fig. 4).

Nachdem das Schlauchstück 11 durch die Zufuhr von Treibgas und auf der Außenseite der Schlauchwandung zur Wirkung gebrachtes Vakuum an die Wandung der Einsätze 12, 12' zur Anlage kommt, wird die Zufuhr des Treibgases (Druckluft) durch Schließen des Ventils 13 unterbrochen. Die sich im

ao Innenraum des Schlauchstückes 11 befindliche Luft und das Treibgas werden dann über die Leitung 14 abgesaugt. Während dem Absaugen wird auch gleichzeitig gespült.

Bei teilweise evakuiertem Schlauchinnenraum wird

as dann durch Betätigen des Ventils 15 das Füllgut eingeführt und dabei der beim Füllen entstehende Schaum über die Leitung 14 abgesaugt. Sobald dann der Füllspiegel das über den Fülldorn nach unten vorstehende, die Saugleitung 14 verlängernde Röhrchen 16 erreicht, werden der Füll- und Absaugvorgang automatisch gestoppt und der auf die vorstehende Weise erhaltene und gefüllte Behälter kann, eventuell nach vorangehender Verschließung auf der Form 17, 17' entnommen, bzw. ausgeworfen werden.

Das Schema der F i g. 5 zeigt auch hier wiederum die verschiedenen, vorstehend beschriebenen Arbeitsgänge in zweckmäßiger Reihenfolge, bzw. Überlappung.

Wie eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zweckmäßig ausgebildet ist, zeigen grundsätzlich schon die Fig. 1, 2 und 4. Da es sich im allgemeinen um den Fachmann bekannte Teile handelt, erübrigt es sich an dieser Stelle näher darauf einzugehen. Das gleiche gilt auch für die erforderlichen Zubehöre, wie Förder- und Vakuumpumpen, Ventile, seien es nun mechanisch, hydraulisch" oder solenoidgesteuerte Ventile, sowie die Arbeitszylinder zum öffnen und Schließen der jeweiligen Hälften 7, 7'; 10, 10') des Formunterteils, bzw. Formoberteils. Letztere dienen, wie bereits erwähnt, dem Verschließen des gefüllten Behälters.

Wie bereits weiter oben erwähnt, bestehen die Formeinsätze 7, T entweder aus mehreren Segmenten, zwischen denen jeweils kleinste Spalten belassen sind, oder sie sind z. B. an geeigneten Stellen perforiert. Es sind auch andere Ausführungsformen denkbar. So könnte beispielsweise auf den in F i g. 1 gezeigten Ringraum 8 verzichtet werden. Eine Form mit Einsätzen 7, 7', die selbstverständlich auswechselbar, bzw. austauschbar sind, ist jedoch besonders zweckmäßig und läßt dabei ohne Mehraufwand auch den genannten Ringraum 8 zu.

F i g. 6 zeigt einen Fülldorn 20 in größerenm Maßstab, jedoch auch hier rein schematisch. Der Kopf 21 des Fülldorns weist dabei einen gegenüber seinem oberen Teil 22 geringeren Außendurchmesser auf.

Eine solche Form des Fülldorns 20 erlaubt nun einerseits, wie F i g. 2 zeigt, den Innenraum des

Schlauchstückes durch ein leichtes Zurückziehen des Dorns praktisch ohne Gegendruck zu entlüften und andererseits, etwa bei seiner Verwendung zur Durchführung des an Hand der Rig. 4 beschriebenen Verfahrens, wo der Dorn 20 nicht verschoben wird, das obere Ende des Schlauchstückes durch Zufuhr heißer Luft auf Schweißtemperatur zu halten.

Bei dieser Verwendung wird heiße Luft durch den Kanal 23 zugeführt und über die radialen Bohrungen 24, 25 gegen die in kleinem Abstand davon liegende Innenseite des Schlauches 33 (mit gestrichelten Linien eingezeichnet) geblasen. Diese Heißluft kann dann, falls erforderlich, über ähnlich ausgebildete Bohrungen 26, 27 und den Kanal wieder abgeführt werden.

Statt dieser Art von Heizung könnten am Kopf, bzw. im Teil 21 des Fülldorns auch elektrische Heizelemente eingebaut werden. Solche Heizelemente könnten auch nur oder zusätzlich in den beiden Backen 10,10', bzw. 18,18' des Formoberteils untergebracht sein. Die Heizelemente der Backen 10, 10' könnten auch durch eigentliche Schweißelemente ersetzt werden.
. Die zentrale Bohrung 29 im Fülldorn 20 dient der Zufuhr des Füllgutes und zugleich der Zufuhr des Treib- und Spülgases, welche dieser Bohrung 29 z. B. über die Leitung 30 zugeführt werden. Selbstverständlich könnten für das Treib- und das Spülgas auch getrennte Zufuhrleitungen vorgesehen werden.

Der Fülldorn 20 nach Fig. 6 weist außerdem einen durch ein Röhrchen 31 verlängerten Saugkanal 32 auf, über welche der Innenraum des Schlauches evakuiert, bzw. sich darin befindlicher Schaum abgesaugt werden kann.

Zusammenfassend kann gesagt werden, daß sich das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung und Füllung von Kunststoffbehältern beliebiger Größe eignet, wobei das Festhalten des Schlauchstückes an der Formwandung Spül- und Absaugvorgänge des Innenraumes des Schlauchstückes zuläßt, ohne daß dabei die Gefahr einer Deformierung der noch nicht erstarrten Schlauchwandung während dem Füllvorgang zu befürchten ist. Die Verwendung eines Treibgases erlaubt zudem ein rasches und sicheres Aufweiten und Anlegen der Schlauchwandung, an die Formwandung, wie dies bisher noch nicht möglich war.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen gefüllter und verschlossener Behälter aller Art aus einem im verformbaren Zustand in einer Form eingeschlossenen Schlauchstück aus thermoplastischem Material, welches durch Treibgas aufgeweitet wird, worauf der frisch geformte Behälter mit der Atmosphäre verbunden, gefüllt und verschlossen wird, dadurch gekennzeichnet, daß

a) zum Verformen des Schlauchstückes von innen wirkend Treibgas und — von außen wirkend — Vakuum gleichzeitig angewandt wird;

. b) nach dem Aufweiten des Schlauch-Stückes zum Behälter und vor dem Einführen des Füllgutes der Innenraum des Schlauchstückes mit Luft oder einem anderen Gas gespült und dabei das Vakuum von außen weiter aufrechterhalten wird;

c) nach dem Spülen das Füllgut in den Innenraum des Behälters eingebracht und dabei das Vakuum von außen solange aufrechterhalten wird, bis der Füllvorgang beendet ist; und

d) nach.Beendigung des Füllvorganges das, noch offene Ende des Behälters verschlossen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das offene Ende des Schlauch-Stückes wenigstens auf seiner Innenseite während dem Verform- und Füllvorgang durch Beheizen auf Schweißtemperatur gehalten wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Beheizen des Schlauchendes durch Anblasen mit einem heißen Gas erfolgt.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Beheizen mittels Heizelementen erfolgt.