DE1604457B2 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen einer Bodenrandwulst an tiefgezogenen Bechern - Google Patents

Description

rens die Möglichkeit, bei Verwendung einer heißsiegelfähigen oder verschweißbaren Folie den Randbereich des Hohlbodens so weit zu erwärmen und mit einem solchen Druck gegen die Becherinnenwand aufzuweiten, daß Bodenrand und Becherinnenwand miteinander versiegelt oder verschweißt v/erden. Diese beiden Teile können also fest miteinander verbunden werden, so daß der Luftraum unterhalb des Schlitzes dicht abgeschlossen und das Eindringen von Füllgut in diesen Raum mit Sicherheit verhindert ist.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß zum Aufweiten des Randbereiches des Hohlbodens ein von unten in den Hohlboden einführbarer, radial aufweitbarer Spreizkörper dient. Durch diesen Spreizkörper wird der Bodenrand radial nach außen gegen die Becherinnenwand gedrückt. Der Spreizkörper kann beispielsweise ein gummiartiger Körper sein, der durch hydraulische, pneumatische oder mechanische Mittel radial aufgeweitet werden kann. Der Spreizkörper kann auch eine elastische Scheibe sein, die sich durch Druck in Richtung auf den Becherboden radial spreizt. Schließlich kann der Spreizkörper durch einen Ring aus einzelnen starren, radial verschiebbaren Segmenten gebildet sein. Um ein Durchwölben des Bodens zu vermeiden, kann es vorteilhaft sein, daß über dem aufweitbaren Spreizkörper eine sich von unten gegen den Hohlboden legende Platte angeordnet ist, deren Außendurchmesser höchstens gleich dem Durchmesser des Übergangsteils zwischen Hohlboden und Behälterwand ist. Die Platte verhindert dabei einerseits, daß der Spreizkörper einen Druck nach oben gegen den Becherboden ausübt, und andererseits, daß sich der Boden nach unten durchwölben kann.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der Spreizkörper eine unter Druck elastisch verformbare Manschette, die einen Kolben gegen die Platte drückt und eine Feder von dieser abhebt. Beim Andrücken der Manschette weitet sich deren Rand auf und schiebt sich schräg nach oben über den Außenrand der Platte, so daß eine genaue Verformung des Bodenrandbereiches zwischen der Becherinnenwand und dem Rand der Platte möglich ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun an Hand der in der Zeichnung dargestellten Vorrichtung beschrieben.

F i g. 1 zeigt im lotrechten Schnitt ein Ausführungsbeispiel einer Tiefziehvorrichtung zum Herstellen eines Hohlbodenbechers;

F i g. 2 zeigt im lotrechten Schnitt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Aufweiten des Randbereichs des Hohlbodens in zwei Arbeitsstellungen;

F i g. 3 veranschaulicht schematisch eine geänderte Ausführungsform der Vorrichtung nach F i g. 2.

In F i g. 1 ist eine einteilige starre Form 1 dargestellt, in der aus einer zunächst über der Form ausgespannten, erwärmten Kunststoffolie mit Hilfe eines Stempels 3 ein Becher 5 tiefgezogen wurde. Die Forml weist an ihrem Bodenrand eine ringförmige Vertiefung 1 α auf, die einen erhöhten Bodenteil 1 b umgibt. Der Bodenteil 1 b besitzt einen nach oben vorspringenden Randwulst lc. Der Stempel3 trägt einen nach unten vorragenden Kragen 3 a, der etwas schmaler ist als die ringförmige Vertiefung 1«.

Außerdem besitzt der Stempel eine Stirnfläche 3 b, an deren Außenrand eine ringförmige Vertiefung 3 c vorgesehen ist, die innerhalb des Kragens 3 a liegt. Beim Absenken des kalten Stempels 3 in die kalte Forml wird die erwärmte Kunststoffolie in die in Fig. 1 dargestellte Gestalt des Bechers5 gezogen. Der BecherS weist also einen Bodenrandwulst 5 a, einen mittleren erhöhten Bodenteil 5 b und einen diesen umgebenden ringförmigen Vorsprung 5 c auf.

ίο Wenn der Becher 5 so weit hergestellt ist, wird er aus der Form 1 entfernt, und, soweit erforderlich, an seiner Außenwand bedruckt. Danach wird er mit der in F i g. 2 dargestellten Vorrichtung weiter bearbeitet.

Die in F i g. 2 dargestellte Vorrichtung besteht aus einem beheizten Oberstempel 7, der an seinem Rand einen nach unten vorragenden ringförmigen Ansatz Ic aufweist. Der Ansatz Ic legt sich auf den Vorsprung 5 c des Bechers 5.

Unterhalb des Bechers 5 ist das Werkzeug zum Aufweiten des Randbereichs des Hohlbodens 5 b vorgesehen. Dieses Werkzeug besteht aus einer Platte 9, deren Außendurchmesser etwa gleich dem Innendurchmesser des tiefgezogenen Hohlbodens 5 b, d. h. etwas kleiner als der Innendurchmesser des Randwulstes 5 a, ist und die sich innerhalb des Randwulstes 5 a unter den Boden 5 b legt. Die Platte 9 ist über eine Stange 11 am Boden 13 α eines Zylinders 13 befestigt. Auf der Stange 11 ist innerhalb des Zylinders 13 ein Kolben 15 geführt. Durch eine Dichtung 17 ist der Kolben 15 gegenüber der Innenwand des Zylinders 13 abgedichtet. Außerdem ist der Kolben 15 gegenüber der Stange 11 abgedichtet. Der Raum zwischen Zylinder 13 und Kolben 15 ist über eine Leitung 19 an eine Druckgas- oder Druckflüssigkeitsquelle anschließbar. Zwischen dem Kolben 15 und der Platte 9 ist eine elastisch verformbare Manschette 21 angeordnet, die z. B. durch eine handelsübliche Tellerfeder aus Gummi gebildet sein kann. Die Manschette 21 besitzt einen Boden 21a und einen Mantelteil 21 b der die Form eines nach oben offenen hohlen Kegelstumpfs hat und unter der Platte 9 liegt. Der größte Durchmesser des Mantelteils 21 b entspricht etwa dem Außendurchmesser der Platte 9. Zwischen dem Bodenteil 21 α der Manschette 21 und der Platte 9 ist zusätzlich eine Druckfeder 23 angeordnet.

Die in F i g. 2 dargestellte Vorrichtung arbeitet wie folgt: Zunächst wird der beheizte Oberstempel 7 mit dem Ansatz 7 c auf den Vorsprung 5 c des Bechers 5 aufgesetzt. Dadurch wird der Vorsprung 5 c und der diesem benachbarte Bereich des Bechers 5 erwärmt. Nun wird durch die Leitung 19 Druckmittel in den Hohlraum zwischen Zylinder 13 und Kolben 15 eingeführt, so daß sich der Kolben 15 gegen die Platte 9 bewegt. Dabei wird die Manschette 21 aus der in F i g. 2 rechts dargestellten Gestalt in die in F i g. 2 links dargestellte Gestalt verformt. Die Manschette 21 wird also zwischen dem Kolben 15 und der Platte 9 flachgedrückt. Dabei weitet sie sich radial nach außen auf, und gleichzeitig wird ihre Oberkante an dem Außenrand der Platte 9 vorbei nach oben gedrückt. Dabei kommt die. Oberkante des Mantelteils 21 b am oberen inneren Ende des Bodenrandwulstes 5 α mit dem erwärmten Bereich des Bechers 5 in Berührung und drückt diesen nach außen gegen die Becherinnenwand. Dabei wird das erwärmte Folienmaterial des Vorsprungs 5 c nach außen gezogen, und der innere Teil des Bodenrandwulstes 5 α wird nach

außen gedruckt. Auf diese Weise verschwindet der in F i g. 2 rechts angedeutete Ringschlitz 5 d, und es verbleibt nur der in F i g. 2 links gezeigte Hohlraum 5 e, über dem das aus dem Innenteil des Randwulstes 5 a und insbesondere aus dem Vorsprung 5 c stammende Folienmaterial des Bodenaußenrandes an der Becherinnenwand anliegt.

Wenn der durch das Druckmittel in der Leitung 19 bewirkte Druck der Manschette gegen den Bodenrand des Bechers groß genug ist, und wenn der Ansatz Ic des Stempels7 das Bechermaterial im Bodenrandbereich weit genug erwärmt, können bei Verwendung einer heißsiegelfähigen oder einer verschweißbaren Folie der Bodenaußenrand und die Becherinnenwand miteinander versiegelt oder verschweißt, also fest miteinander verbunden werden.

Nach dem Aufweiten des Becherbodens 5 b und nach dem gegebenenfalls vorgenommenen Versiegeln oder Verschweißen wird der Stempel 7 vom Becherboden 5 b abgehoben, so daß der verformte Bereich abkühlen kann. Danach wird der Druck in der Leitung 19 weggenommen, so daß die Feder 23 die Manschette 21 und den Kolben 15 in die Ausgangslage zurückdrückt. Der Mantelteil 21 b der Manschette 21 zieht sich dabei wieder radial zusammen und unter die Platte 9 zurück, so daß der Becher 5 frei nach oben abgehoben werden kann.

Bei der Vorrichtung nach F i g. 2 weist der Mantelteil 21 b der Manschette 21 praktisch über seine ganze Höhe eine gleichbleibende Konizität auf. Beim Andrücken der Manschette gegen die Platte 9 legt

ίο sich daher nur ein schmaler Bereich des Bodenaußenrandes gegen die Becherinnenwand an. Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 3 besitzt der Mantelteil 21 b der Manschette dagegen in seinem oberen Teil, von dem größten Durchmesser ausgehend, einen Abschnitt 21c, der einen spitzeren Kegelwinkel als der Hauptteil 21 b des Manschettenmantels hat. Durch diesen Abschnitt 21 c wird daher ein breiterer Bereich des Außenrandes des Bodens 5 b gegen die Innenwand des Bechers 5 angedrückt, wodurch der Schlitz 5d über eine größere Höhe verschlossen wird und nur ein kleiner Hohlraum 5 e innerhalb des Bodenrandwulstes 5 α verbleibt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1 2

ist. Diese Bodenform wird durch Einstülpen des unPatentansprüche: teren Teils des Becherbodens nach oben erhalten.

Der das Einstülpen bewirkende Stempel drückt den

1. Verfahren zum Herstellen einer Bodenrand- oberen Randbereich der Wulst im Bereich des Bowulst an tiefgezogenen, einseitig offenen, gegen 5 denrandes gegen eine außenliegende konische AnIadie Öffnung konisch erweiterten, ineinander sta- gefläche der Tiefziehform. Dadurch verbindet sich pelbaren Bechern aus Kunststoff- oder Metallfo- das Folienmaterial am Rand des Becherbodens mit lie mit Hohlboden, dadurch gekenn- dem Material der Becherwand. Der Becher ist in diezeichnet, daß beim Tiefziehen solcher Becher sem Bereich an seiner Innenseite zweimal stufenartig (5) der Hohlboden (5 b) mit etwa zylindrischem io abgesetzt, wodurch sich zwei Eckbereiche ergeben, Übergangsteil zur Behälterwand vorgeformt, sein bei denen nicht sichergestellt ist, ob sie einwandfrei Randbereich (5 c) erwärmt und unter Bildung mit Füllgut ausgefüllt werden können, und aus denen einer Hohlwulst (5 a) bis zum Anliegen des Hohl- insbesondere das Füllgut nicht wieder sauber entbodenrandes an der Becherinnenwand aufgewei- nommen werden kann. Außerdem ist die Bodenrandtet wird. 15 wulst in radialer Richtung sehr schmal. Sie soll sich

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- beim Stapeln auf einer Stufe des darunterliegenden kennzeichnet, daß der Hohlbodenrand beim Tief- Bechers abstützen. Bei geringen Maßungenauigkeiten ziehen einen ringförmigen gegen die Becheröff- oder Verbiegungen der Bodenrandwulst, kann diese nung gerichteten Vorsprung (5 c) erhält, der an- aber nach innen von der Stufe herunterrutschen, so schließend aufgeweitet wird. 20 daß sich der obere Becher in dem unteren verklemmt

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch und die Becher sich nicht mehr entstapeln lassen,
gekennzeichnet, daß bei Verwendung einer heiß- Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe siegelfähigen oder verschweißbaren Folie der zugrunde, nicht nur den Spalt zwischen Bodenaußen-Randbereich (5 c) des Hohlbodens (5 b) so weit rand und Becherinnenwand möglichst eng zu machen erwärmt und mit einem solchen Druck gegen die 25 oder ganz zu verschließen, um ein Eindringen von Becherinnenwand aufgeweitet wird, daß Boden- Füllgut in den Hohlraum der Wulst zu verhindern rand und Becherinnenwand miteinander versie- und die darin befindliche Luft einzuschließen, damit gelt oder verschweißt werden. sie nicht mit dem Füllgut in Berührung kommen

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfah- kann, sondern es soll vor allem ein Becher hergestellt rens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch 30 werden, der an der Innenseite im Übergangsbereich gekennzeichnet, daß zum Aufweiten des Randbe- zwischen Boden und Becherwand nur eine Kante reiches (5 c) des Hohlbodens (5 b) ein von unten aufweist und damit leichter zu füllen und zu entleein den Hohlboden einführbarer, radial aufweitba- ren ist. Dabei soll bei einem solchen Becher verhinrer Spreizkörper (21) dient. dert werden, daß sich der obere Becher mit seiner

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch ge- 35 Bodenrandwulst in dem unteren Becher bzw. in dem kennzeichnet, daß über dem aufweitbaren Spreiz- Schlitz zwischen Bodenrand und Becherinnenwand körper (21) eine sich von unten gegen den Hohl- des unteren Bechers verklemmt, wozu der Becher eiboden (5 b) legende Platte (9) angeordnet ist, de- nerseits einen möglichst engen oder ganz verschlosseren Außendurchmesser höchstens gleich dem nen Schlitz, andererseits aber einen möglichst breiten Durchmesser des Übergangsteils zwischen Hohl- 40 Bodenrandwulst haben soll.

boden und Behälterwand ist. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch ge- beim Tiefziehen der Becher der Hohlboden mit etwa kennzeichnet, daß der Spreizkörper eine unter zylindrischem Übergangsteil zur Behälterwand vor-Druck elastisch verformbare Manschette (21) ist, geformt, sein Randbereich erwärmt und unter BiI-die einen Kolben (15) gegen die Platte (9) drückt 45 dung einer Hohlwulst bis zum Anliegen des Hohlbo- und eine Feder (23)von dieser abhebt. denrandes an der Becherinnenwand aufgeweitet wird.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 Auf diese Weise wird der zwischen Becherinnenbis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zum Erwär- wand und Bodenrand vorhandene Schlitz praktisch men des Randbereichs (5 c) des Hohlbodens (5 b) beseitigt, und gleichzeitig wird durch das radiale vor dem Aufweiten ein von oben in den Becher 50 Aufweiten des Hohlbodenrandes eine in radialer (5) einsenkbarer, beheizter Stempel (7) vorgese- Richtung verhältnismäßig breite Hohlwulst gebildet, hen ist. so daß ein einwandfreies Stapeln und Entstapeln der

Becher ohne Verklemmungen möglich ist.

Durch das Tiefziehen erhält der Becher in allen

55 .Bereichen praktisch die gleiche Wandstärke. Durch das nachträgliche Aufweiten des Bodenrandbereiches kann die Folie in diesem Bereich dünner werden,

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstel- wodurch der sowieso schon gefährdete Randbereich

len einer Bodenrandwulst an tiefgezogenen, einseitig des Bodens noch mehr geschwächt werden kann. Um

offenen, gegen die Öffnung konisch erweiterten, in- 60 dies zu vermeiden, kann in Weiterbildung der Erfin-

einander stapelbaren Bechern aus Kunststoff- oder dung der Hohlbodenrand beim Tiefziehen einen ring-

Metallfolie mit Hohlboden sowie eine Vorrichtung förmigen Vorsprung erhalten, der anschließend auf-

zur Durchführung dieses Verfahrens. geweitet wird. In dem ringförmigen Vorsprung steht

Ein derartiges Verfahren und eine derartige Vor- damit ein Materialüberschuß zur Verfügung, der bei

richtung sind bekannt (USA.-Patentschrift 65 der Aufweitung nur räumlich verlagert wird, ohne

234 310). Danach wird ein Hohlbodenbecher mit daß dabei die Folienstärke vermindert wird.

Bodenrandwulst hergestellt, in deren Bereich das Be- Darüber hinaus besteht bei einem bevorzugten

chermaterial zweilagig und zylindrisch angeordnet Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfah-