DE1536203C - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines Behälters aus einem mit einer Endkappe verbundenen Mantel aus einer Kunststoffolie - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstel- An Hand der Zeichnungen wird die Erfindung len eines Behälters aus einem mit einer Endkappe beispielsweise erläutert. Es zeigt
mit gekrümmtem Querschnitt verbundenen Mantel Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Flüssigaus einer Kunststoffolie, bei dem eine ebene Folie -Jceitsbehälters,-...

zu dem Mantel gebogen wird, die seitlichen Ränder 5 Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie 2-2 in Fig. 1, der Folie längs einer axialen Naht miteinander ver- ■ F i g. 3 eine schematische Ansicht einer Falzvorbunden werden und die Endkappe mit dem Mantel richtung,
verbunden wird. F i g. 4 eine perspektivische Ansicht eines Behälter-

Ein derartiges Verfahren ist aus der französischen mantels,

Patentschrift 872 149 bekannt. Ein Nachteil der nach io Fig. 5 eine perspektivische Ansicht der einzelnen

diesem bekannten Verfahren hergestellten Behälter Teile des Behälters nach Fig. 1,

ist die Schwäche des Mantels, der leicht einem seit- Fig. 6 eine Teilansicht einer Vorrichtung zum

liehen Druck nachgibt, der dann auf den Inhalt des Aufbringen einer Endkappe,

Behälters wirkt. Ein weiterer Nachteil ist, daß Ein- Fig. 7 einen Teilschnitt des oberen Teils eines

knickdrücke auf die Enden des Behälters von dem 15 Behälters,

Behältermantel nicht aufgenommen werden können. Fig. 8 einen ähnlichen Sehnig wie Fig. 7-mit in

Es ist auch schon bekannt, biaxial orientierte Kunst- der Endkappe eingerastetem Behälterverschluß und

stoffolien für die Herstellung von Behältern zu ver- F i g. 9 eine perspektivische Ansicht einer weiteren

wenden (USA.-Patentschriften 2 967 654 und Ausführungsform eines Behälters mit ellyptischem

3 019 957). Solche Folien wurden auch schon kalt 20 Querschnitt.

gefaltet (USA.-Patentschrift 2 954 725). Es ist weiter In den Fig. 1 und. 2 ist ein Spendebehälter für

bekannt, Kunststoffolien mit Sternwalzen zick-zack- Flüssigkeiten dargestellt, welcher einen rohrförmigen

förmig zu verformen (schweizer Patentschrift Mantel 2 aufweist, der aus einer halbsteifen Kunst-

213 471). Solche zick-zack-förmig gefalzte Folien stoffolie hergestellt ist. Die bevorzugten Behälter

lassen sich jedoch mit ihren Rändern schlecht mit 25 weisen zwar einen kreisförmigen Querschnitt auf, es

Endverschlüssen verbinden, so daß sie nicht für die können jedoch auch andere gekrümmte Querschnitte,

Herstellung von Behältern in großen Mengen geeig- wie die einer Ellipse, verwendet werden, es muß

net sind. jedoch darauf geachtet werden, jegliche engen Krüm-

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen mungen zu vermeiden, welche übermäßige Spannun-Behälter herzustellen, dessen Behälterwand so steif 30 gen an diesen Stellen erzeugen könnten.
ist, daß sie Drücke, die auf sie wirken, besser auf- Die für den Mantel 2 verwendete Kunststoffolie nimmt als dies bei den nach dem bekannten Verfah- soll bei ausreichender Biegsamkeit halbsteif sein, um ren hergestellten Behältern der Fall ist, und wobei Belastungen und Stöße bei normaler Verwendung der Mantel des Behälters dennoch leicht mit End- auszugleichen. Die Kunststoffolie soll um einen verkappen verbunden werden kann. Dies wird gemäß 35 hältnismäßig scharfen Falzwinkel faltbar sein. Beider Erfindung dadurch erreicht, daß eine verform- spiele für solche Kunststoffe sind biaxial orientiertes bare halbsteife Folie vor dem Biegen zum Mantel in Polystyrol, Polyvinylchlorid und Polyvinylchloridihrem Mittelbereich quer zu zwei glatt bleibenden Acetat-Copolymer. Es können jedoch auch Kunst-Randstreifen faltenförmig geprägt wird, das Biegen stoffe, die nicht so scharf gefaltet werden können, zum Mantel mit den geprägten Falten in Achsrich- 40 wenn auch mit größerer Schwierigkeit bei der Kontung des Mantels erfolgt und an beiden Enden des trolle und der Bearbeitung, verwendet werden, wie Mantels Endkappen mit gekrümmtem Querschnitt Zelluloseacetat und -butyrat. Der am zweckmäßigmit den glatten Randstreifen des Mantels verbunden sten verwendete Kunststoff ist biaxial orientiertes werden. Vorteilhafterweise wird die Folie zum falten- Polystyrol mit einer Dicke von etwa 0,10 bis 0,38 mm förmigen Prägen ihres Mittelbereiches entlang den 45 infolge seiner Klarheit, hohen Festigkeit, Wirtschaft-Faltkanten mit einem den Kunststoff zum Fließen lichkeit und Halbsteifheit zusammen mit ausreichenbringenden Druck beaufschlagt. der Elastizität und Biegsamkeit, um die erwünschten

Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung mit Falze G, 10 und Widerstandsfähigkeit gegen normale zwei einander zugeordneten antreibbaren Prägetrom- Stöße zu erzielen. Eine obere Endkappe 4 und eine mein, in deren Spalt die Folie prägbar ist, die zum 50 untere Endkappe 6 sitzen auf den Enden des Man-Durchführen des Verfahrens gemäß der Erfindung tels2, um die Endverschlüsse desselben zu bilden dadurch gekennzeichnet ist, daß jede Prägetrommel . und die Behälterform festzulegen, wie nachfolgend an ihrem Umfang in Abständen voneinander und näher ausgeführt wird. Der Mantel 2 weist eine Vielgegenüber der anderen Prägetrommel versetzt ange- zahl von abwechselnden inneren Falzen 8 und äußeordnete elastisch verformbare Polster aufweist, zwi- 55 ren Falzen 10 auf, welche sich um den Umfang sehen denen jeweils einem der Polster der anderen desselben erstrecken und in axialer Richtung über Prägewalze gegenüberliegende Prägemesser angeord- den größeren Teil der Längsausdehnung des Mannet sind. tels 2 verlaufen, jedoch innerhalb der Enden dessel-

IUn mit dein Verfahren nach tier F.riiiulung her- ben enden, um Randstreifen 12, 14 zu bilden, die

gestellter Behüllerinantel weist also glatte Ränder 60 von Falzen frei sind. Die Falze 8, 10 sollen sich über

aiii, die leicht mit den Hndkappen verbunden werden mindestens die halbe Längsausdehnung und vorzugs-

köniien und ist zwischen diesen Rändern faltenförmig weise über mindestens Y\ der Längsausdehnung der.

geprägt, so daß der Mantel höhere Drücke als ein Mantels 2 erstrecken und dicht neben den Teilen der

glatter Maniel aufnehmen kann. Die Vorrichtung Endkappen 4, 6 enden, die darauf befestigt sind. AII-

zur Durchführung des Verfahrens ist verhältnismäßig 65 gemein sind ungefalzte Randstreifen 12, 14 von etwa

einfach und wirtschaftlich zu bauen und kann mit 3,2 bis 25,4 mm Breite zufriedenstellend, obwohl

großer Geschwindigkeit betrieben werden, um die etwa 6,3 bis 19,0 mm am zweckmüßigsten verwendet

gewünschten ro'ii förmigen Mantel herzustellen. werden, um die Anpassung und Bindung der End-

kappen 12,14 zu erleichtern und gleichzeitig die gewünschte Festigkeit zu erzielen.

Die Falze 8, 10 im Mantel 2 weisen abwechselnd nach innen und nach außen in einem Abstand, welcher zu einem gewissen Ausmaß vom Durchmesser oder der Weite des Behälters abhängt. Allgemein weisen die Falze 8, 10 einen gegenseitigen Abstand von etwa 3,2 bis 25,4 mm und vorzugsweise von etwa 4,8 bis 14,3 mm auf. Als höchst zufriedenstellende Abmessung für die meisten Anwendungen hat sich 6.3 mm erwiesen. Der Grad der Schärfe der Falze 8, 10 hängt vom Kunststoff und der Anzahl der gewünschten Falze 8, 10 ab. Für die meisten Anwendungen ist ein eingeschlossener Winkel von etwa 75° bis 135° zufriedenstellend und etwa 83° bis 115° sind am zweckmäßigsten.,Die überlappenden Ränder 16,18 werden in einer axialen Naht in Abhängigkeit von dem verwendeten Künststoff durch Lösungsmittelsiegelung, Heißsiegelung oder eine Zwischenschicht von Klebstoff fest zusammengehalten.

Die untere Endkappe 6 weist einen kreisförmigen Querschnitt sowie einen ebenen Boden 20 und einen nach innen gekrümmten, am Umfang verlaufenden Teil 22 auf, welcher eine nach oben offene Rille 24 bildet, die den unteren Randstreifen 14 des Mantels 2 aufnimmt. Ein äußerer Lippenteil 26 der Endkappe 6 liegt am Außenumfang des Mantels 2 an und verläuft um diesen, um einen kreisförmigen Anschlag zu bilden. Ein nicht gezeigter, wasserdichter Klebstoff wird zweckmäßigerweise zwischen die benachbarten Oberflächen des Teils 22 und des Randstreifens 14 gelegt, um eine feste Bindung.zu erzielen und als Flüssigkeitsabdichtung zu wirken, obwohl auch eine Lösungsmittelsiegelüng oder Heißsiegelung zur Erzielung einer festen Verbindung zwischen diesen Teilen angewendet werden kann.

Die obere Endkappe 4 ist eine Spende- oder Gießvorrichtung, welche aus einem Verschlußorgan 30 und einer Kappe 32 besteht. Das Verschlußorgan 30 weist allgemein einen Kreisquerschnitt mit einer komplizierten . Form auf, welche sich leicht durch Warmverformen herstellen läßt und am Umfang einen nach außen gekrümmten Teil 34 mit einer sich nach unten öffnenden, am Umfang verlaufenden Rille 36 aufweist, die den Randstreifen 12 des Mantels 2 aufnimmt. Ein äußerer Lippenteil des Randes 38 des Teils 34 erstreckt sich um den Außenumfang des Randstreifens 12 des Mantels 2, um einen kreisförmigen Anschlag zu bilden. Wie bei der unteren Endkappe 6 wird zweckmäßigerweise ein nicht gezeigter wasserdichter Klebstoff zur Erzielung einer festen Bindung zwischen den beiden Teilen sowie als Flüssigkeitsabdichtung vorgesehen.

Verschiedene Kunststoffe können zur Herstellung der Endkappen 4, 6 verwendet werden, was von dem gewünschten Herstellungsverfahren, den im Behälter aufzunehmenden Substanzen und.der Verträglichkeit derselben mit dem Kunststoff des Mantels 2 abhängt. Unter den verschiedenen Kunststoffen, weiche verwendet werden können, sind Polystyrol, Popypropylen, Polyvinylchlorid, Polyvinylchlorid-Acetat-Copolymer und Polyäthylen. Die Dicke der Endkappen 4, 6 hangt von der Natur des gewählten Kunststoffs und dem angewendeten Herstellungsverfahren ab. Warm verformte Endkappen 4,6 aus biaxial orientiertem Polystyrol mit einer Dicke von 0,13 bis 0.51 mm (5 bis 20 mils) haben sich als höchst zufriedenstellend herausgestellt.

Der Körper des Verschlußorgans 30 wird mit abgesetzten inneren und äußeren, allgemein konisch verlaufenden Wandabschnitten 42, 44 hergestellt, welche miteinander verbunden sind, um eine allgemein V-förmige Rinne 46 zwischen sich einzuschließen. Der äußere Wandabschnitt 42 weist ein Paar von, einen diametralen Abstand einschließenden, radial verlaufenden, allgemein U-förrnigen Gießschlitzen 48, 50 auf, welche so bemessen und geformt

ίο sind, daß der Basisteil derselben im Abstand unterhalb der Rinne 46 liegt, so daß Strömungsmittel frei durchtreten kann, um das Gießen zu erleichtern und ein Einschließen von Strömungsmittel in der Rinne 46 zu Vermeiden.

In seiher Mitte und am oberen Ende des Wandabschnitts 44 weist das Verschlußorgan 30 eine kreisförmige Spendeöffnung 52 auf, in weiche ein zylindrischer Stöpselteil 54 der Kappe 32 bündig paßt. Ein im wesentlichen konisch verlaufender Rand 56 erstreckt sich vom oberen Ende des Stöpselteiles 54 nach unten und wirkt mit der Verjüngung des inneren Wandabschnitts 44 zusammen, so daß er dicht an diesem sitzt, und weist einen radial verlaufenden oder leicht nach außen gekrümmten Umfangsrahd 58 auf, welcher innerhalb der Rinne 46 sitzt und bequem als Mittel zum Abheben der Kappe 32 vom V'erschlußorgan 30 verwendet werden kann. "/

Ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ausbildung der nach innen und außen weisenden Falze 8, 10 im Mantel! sind in Fig. 3 schematisch dargestellt, wobei ein Stück Kunststoffolie Λ in die Klemmstelle eines Paares von sich drehenden Prägetrommeln 60 und 62 geführt wird. Jede der Prägetrommeln 60, 62 weist ein zylindrisches Trägerelement 64 auf, auf dessen Außenumfang elastisch verformbare, gummiartige Polster 66 angebracht sind, um elastisch verformbare Formkissen zu bilden,._;welche mit Prägemessern 68 der anderen Prägetrommel zusammenarbeiten. Das Trägerelement 64 ist ,mit _;langgestreckten Schlitzen 70 versehen, in welchen die Prägemesser 68 gleitbar sitzen, und die elastisch verformbaren Polster 66 weisen damit zusammenwirkende Schlitze 72 zum Durchtreten der Prägemesser 68 auf. .
Das Trägerelement 64 dreht sich mit einer Welle 74, wie durch Tragspeichen 76 angezeigt. Eine Welle 87 ist demgegenüber fest in einem nicht gezeigten Geräterahmen gelagert. Jede Welle 78 weist einer, sich gegen den Spalt zwischen den Prägetrommoln 60 und 62 erstreckenden Nocken auf, so daß in dieser Richtung der Abstand zu der Innenfläche des Trägerelements 64 verringert ist. Jedes Prägemesser 68 weist eine Nockenrolle 80 an seinem inneren Ende auf, welche auf dem Nocken der Welle 78 abläuft, wenn sich die Welle 74 dreht, und die Prägemesser 68 werden durch die Schlitze 70. 72 durch die Nokken der Wellen 78 am Spalt der Prägetrommeln 60, 62 herausgestoßen. Bei Fortsetzung der Drehung werden die Prägeinesser 68 durch um dieselben angeordneten Federn 82 nach innen gezogen, welche zwischen Scheiben 84 und der Innenfläche des Trägereleinents 64 zur Wirkung kommen.

Das Prägemesser 68 drückt das Stück Kunststoffolie A in das elastisch verformbare Polster 66 und bewirkt, daß das Polster 66 Hießt oder sich verformt und die Kunststoffolie dicht um die Messerschneide und gegen die Seiten derselben faltet und an der Messerschneide einen dauerhaften Falz in demselben erzeugt. Die Form des Prägemessers 68 und der Win-

kcl der Messerschneide, welcher den Winkel bestimmt, um welchen die Kunststoffolie A gefalzt wird, hängt vom jeweils gewählten Kunststoff und dem gewünschten Winkel der Falze 8, 10 des Mantels 2 ab.

Die Prägemesser 68 der zwei Prägetrommeln 60. 62 fluchten mit dem elastisch verformbaren Polster 66 der gegenüberliegenden Prägetrommel. Auf diese Weise wechselt die Richtung der Falze ab, wenn sich die Prägetrommeln 60, 62 drehen und die Kunststofffolie A durch dieselben geführt wird.

Die Länge der Prägemesser 68 ist geringer als die Breite der Kunststoffolie A, so daß die Falze 8,10 innerhalb der Randstreifen 12, 14 enden, um diese ungefalzt zu lassen. Nach dem Falzen in der Vorrichtung und demVerfahren gemäß Fig. 3 wird die Kunststoffolie A durch die Falze 8, 10 einer Spannung unterworfen, so daß sie eine verzerrte Form annimmt, wie sie in Fig. 4 dargestellt ist.

'Beim Zusammenbauen des Behälters wird die gefalzte Kunststoffolie A gemäß F i g. 4 um einen nicht gezeigten Dorn mit der gewünschten Querschnittsform gepreßt und die sich überlappenden seitlichen Ränder 16, 18 werden aneinander befestigt. Eine der Endkappen 4, 6 wird sodann über einen der Randstreifen 12. 14 geschoben und an diesem befestigt; wonach der Dorn herausgezogen wird. Die andere Endkappe wird sodann über den anderen Randstreifen geschoben und an diesem befestigt.

Allgemein muß bei Seitenwänden von Teilen, welche durch Warmverformungsverfahren hergestellt werden, eine Verjüngung vorgesehen werden, um ein leichteres Formen und Herausnehmen des geformten Teils aus der Preßform zu ermöglichen. Diese Verjüngung ist in der Darstellung der Teile in Fig. 5 gezeigt, wobei die warmgeformten Endkappen 4, 6 den leicht nach außen sich verjüngenden Lippenteil 25 bzw. Rand 38 aufweisen. Da es zweckmäßig ist, daß der Lippenteil 26 bzw. der Rand 38 dicht auf der Oberfläche des Mantels 2 liegt, ist der verwendete Kunststoff vorzugsweise durch Wärme schrumpfbar, so daß die Anwendung von Wärme nach dem Anbringen am Mantel 2 den Lippenteil 26 bzw. den Rand 38 dicht auf die Oberfläche des Mantels 2 aufschrumpft, während ursprünglich beim Zusammenbauen die Verjüngung als Führungsfläche für die Randstreifen 12. 14 des Mantels 2 verwendet werden kann, um das Einfügen in die Rillen 24, 36 zu erleichtern.

Der Eingriff des Stöpseltcils 54 der Kappe 32 in die Spendeöffnung 52 des Verschlußorgans 30 ist zwar für die meisten Anwendungen zufriedenstellend. Ein wirklicher mechanischer Eingriff wird jedoch bei der in den Fig. 6 bis 8 dargestellten Ausführungsform einer Endkappe 4 α vorgesehen. Wie schematisch in Fig. 6 gezeigt, wird eine Abdichtvorrichtung mit einem Rahmen 90 in eine Stellung über der Endkappe 4 α gebracht, wobei die Kappe 32 α im Verschlußorgan 30 α sitzt, und eine daran befindliche Tragstange 92 weist Endführungen 94 auf, welche an Flanschen 96 des Rahmens 90 anliegen. Ein U-förmiges Organ 98 ist daran befestigt, welches Arme 100 mit Endflächen 102 aufweist, die eine mit der Verjüngung des Randes 56« zusammenwirkende Verjüngung aufweisen. Ein Paar von inneren Armen 104 sind schwenkbar angelcnkt und können eine Bewegung radial nach außen und nach innen in Abhängigkeit von einer axialen oder vertikalen Bewegung der Stange 106 ausführen, um gegen die Wand des Stöpselteiles 54 α zu drücken. Beide inneren Arme 104 und die Arme 100 werden erhitzt, zweckmäßigerweise durch Widerstandsheizung, so daß eine Drehung derselben, wenn sie gegen die benachbarten Oberflächen des Stöpselteiles 54 α und des Randes 56 α gedrückt werden, einen um den Umfang verlaufenden, sich radial nach außen erstreckenden Wulst 108 am Stöpselteil 54 α unterhalb der Spendeöffnung

ίο 52 α mit größerem Durchmesser als diese ausbildet, wie aus F i g. 7 ersichtlich ist.

Infolge der elastischen Biegsamkeit der Kappe 32 a und des Verschlußorgans 30 α kann die Kappe 32 a troztdem aus diesem herausgezogen werden, indem ein ausreichender Abhebdruck auf den Umfangsrand 58 α ausgeübt wird, um die notwendige Verbiegung hervorzurufen. Der Benutzer kann zwar beabsichtigen, diese feste Verankerung wieder herzustellen, indem er die Kappe 32 a mit genügender Kraft auf das Verschlußorgan 30 α drückt. Für die meisten Anwendungen ist es jedoch allgemein ausreichend, die Kappe 32 α lediglich dicht aufzusetzen, indem die untere Oberfläche des Wulstes 108 verwendet wird, wie in F i g. 7 dargestellt.

In F i g. 9 ist eine andere Ausführungsform des Behälters dargestellt, welcher einen elliptischen Querschnitt aufweist, der durch Endkappen 204 und 206 mit elliptischer Form bestimmt wird, welche auf den ungefalzten Randstreifen 212,214 des Mantels 202 sitzen. Wie bei den vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispielen werden von U-förmigen Umfangsteilen 223,225 nicht gezeigte innere Rillen gebildet und Lippenteile 226,238 derselben halten die Randstreifen 212, 214 gegen Verformungsspannungen fest, welche durch die Falze 208, 210 hervorgerufen werden. Bei diesem Ausführungsbeispiel, weisen die Endkappen 204,206 ebene mittlere Wandabschnitte 205, 207 auf, welche keine öffnung besitzen, so daß sie durchstochen oder abgenommen werden müssen, um den Inhalt des Behälters herauszunehmen.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen eines Behälters aus einem mit einer Endkappe mit gekrümmtem Querschnitt verbundenen Mantel aus einer Kunststoffolie, bei dem eine ebene Folie zu dem Mantel gebogen wird, die seitlichen Ränder der Folie längs einer axialen Naht miteinander verbunden werden und die Endkappe mit dem Mantel verbunden wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine verformbare halbsteife Folie vor dem Biegen zum Mantel in ihrem Mittelbereich quer zu zwei glatt bleibenden Randstreifen falten- . förmig geprägt wird, das Biegen zum Mantel mit den geprägten Falten in Achsrichtung des Mantels erfolgt und an beiden Enden des Mantels Endkappen mit gekrümmtem Querschnitt mit den glatten Randstreifen des Mantels verbunden werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie zum faltenförmigen Prägen ihres Mittelbereichs entlang den Faltkanten mit einem den Kunststoff zum Fließen bringenden Druck beaufschlagt wird.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen I und 2 mit zwei einander zugeordneten antreibbaren Prägetrommeln,

in deren Spalt die Folie prägbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß jede Prägetrommel (60 bzw. 62) an ihrem Umfang in Abständen voneinander und gegenüber der anderen Prägetrommel (62 bzw. 60) versetzt angeordnete elastisch verformbare Polster (66) aufweist, zwischen denen jeweils einem der Polster (66) der anderen Prägewalze (60, 62) gegenüberliegende Prägemesser (68) angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Prägemesser (68) in den Prägetrommeln (60, 62) radial bewegbar und durch die Kraft von Federn (82) nach innen gedrückt gelagert sind und im Inneren der Prägetrommel (60, 62) je eine feststehende Welle (78) mit einem zum Spalt der Prägetrommeln (60,62) hin gerichteten Nocken zum radialen Auswärtsdrücken der Prägemesser (68) angeordnet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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