DE1604712C - Vorrichtung zum Herstellen eines tiefgezogenen Behälteroberteils mit einer von einem Wulstrand umgebenen Öffnung - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine

zum Herstellen eines tiefgezogenen Behälteroberteils Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen,

mit einer zentrischen, von einem Wulstrand umge- mit deren Hilfe in einem einzigen Arbeitsschritt ein

benen Öffnung in der Stirnfläche durch Ausstanzen solcher Behälteroberteil nicht nur tiefgezogen, son-

aus einer tiefgezogenen Kunststoffolie mit einem 5 dern auch mit der erwähnten Öffnung und einem

Formoberteil und einem relativ zu diesem axial diese Öffnung umgebenden Wulst versehen werden

auf- und abbewegbaren Formunterteil, bei der das kann, der als geeignetes Widerlager für das Ein-

Formoberteil einen die Größe der Öffnung bestim- setzen von Deckeln, wie Stopfen, dienen kann,

menden Abschnitt aufweist. Die Erfindung besteht darin, daß der die Größe der

Behälteroberteile mit einer insbesondere zentri- io Öffnung bestimmende Abschnitt aus der dem Besehen, von einem Wulstrand umgebenen Öffnung in hälteroberteil zugewandten Stirnfläche einer im der Stirnfläche, werden beispielsweise als Abschluß Formoberteil axial bewegbaren Patrize besteht, die eines becherartigen Behälters verwendet. Dabei wird eine rinnenförmige Aussparung mit einer polierten der Behälteroberteil, insbesondere über einen Flansch, Fläche zum Formen und Glätten der inneren Mantelmit einem Flansch des becherförmigen Behälters 15 fläche des die Öffnung umgebenden Wulstrandes verbunden, so daß eine Baueinheit entsteht, die durch aufweist, und der Patrize eine im Formunterteil axial Einsetzen eines Stopfens oder anderen Deckels in die bewegbare Preßmatrize zum Ausstanzen der Öffnung Öffnung dicht verschlossen werden kann. Derartige und zum Pressen des Wulstrandes und einer nach Behälter dienen insbesondere zur Verpackung kohlen- einwärts gewendeten Tülle zugeordnet ist. Mit saurer Getränke, die an die Abdichtung solcher 20 Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung gelingt Behälter große Anforderungen stellen. Diese Behäl- es, in einem einzigen Zieh-, Stanz- und . Preßter werden vielfach als Einwegbehälter bzw. Weg- schritt den erwünschten Behälteroberteil herzuwerfbehälter verwendet, so daß es sich zur Vermin- stellen, der mit den jeweiligen Anforderungen entderung des Herstellungspreises empfiehlt, den Mate- sprechend dicken Wandteilen versehen ist. Dabei ist rialbedarf und den Herstellungsaufwand so niedrig 25 es nicht erforderlich, daß der ,Nachbarbereich der wie möglich zu halten. Einer Verminderung der Öffnung erst in einem folgenden Verformungsschritt Wandstärke der Behälterteile steht jedoch die Förde- zu einem Wulst verformt wird und daß erst in einer rung nach genügender Festigkeit der Behälterteile dritten Bearbeitungsstufe glatte, entgratete Flächen gegenüber. Außerdem ist dafür zu sorgen, daß die in den kritischen Dichtungsbereichen des Wulstes für die Abdichtung kritischsten Teile, insbesondere 30 geschaffen werden müssen.

der die Öffnung umgebende Wulstrand des-Behälter- Um einen kontinuierlichen, glatten Übergang

Oberteils,, genügend stark sind, um die zur Abdich- zwischen dem sich zur Öffnung erstreckenden Tüllen-

tung erforderlichen mechanischen Spannungen auf- teil und dem eigentlichen Wulstrand zu schaffen,

zunehmen. Auch der Verbindungsflansch zwischen empfiehlt es sich, nach einer vorteilhaften Ausbildung

dem Behälteroberteil und dem becherförmigen Be- 35 der Erfindung, daß der Boden der Aussparung

hälter sollte in der Regel genügend dick ausgebildet mit einem sich zur Achse 'der Öffnung erstreckenden

sein, um eine sichere Verbindung der beiden Teile an Teil der Tülle und der Mantelfläche einen glatten

dieser Stelle zu gewährleisten. Derartige Behälter Übergang bildet.

werden in der Regel aus Kunststoff hergestellt, der Damit dem Abführen der aus der Öffnung ausge- -— im Falle thermoplastischen Materials — durch 40 stanzten Kunststoff scheiben nichts im Wege steht, Wärme plastifizierbar ist, so daß bei genügender empfiehlt es sich, nach einer zweckmäßigen AusErhitzung das Verbinden der Verbindungsflanschen bildung der Erfindung, daß die Preßmatrize einen durch Verschweißen bewerkstelligt werden kann. Innenkanal aufweist.

Es wurde bereits ein Verfahren zur Herstellung Falls der Wulstrand besonders dick ausgebildet eines solchen Behälteroberteils vorgeschlagen, bei 45 sein soll, wird nach einer weiteren vorteilhaften dem flaches, bahnförmiges Kunststoffmaterial in einei Ausbildung der Erfindung auch die Preßmatrize mit Anzahl von Folgestationen plastifiziert wurde, um einer rillenförmigen Aussparung zum Formen einer bestimmten Kunststoffteilen mehr Wärme als ande- Verstärkung der Tülle versehen,
ren zuzuführen, so daß die stärker erhitzten Teile Damit der Behälteroberteil auch an seinem Unterbesser verformbar sind, und bei dem die Verfor- 50 flansch gleichzeitig mit den vorher erwähnten Maßmungswerkzeuge, nämlich ein Formoberteil und ein nahmen verformbar bzw. ausstanzbar ist, empfiehlt es relativ zu diesem axial auf- und abbewegbarer Form- sich, der Patrize einen axial gegenüber dieser im unterteil, die Verformung an den entsprechenden Formoberteil bewegbar gelagerten Schnittring zuzustellen vornehmen. ordnen. Dieser sorgt dafür, daß der Unterflansch und

Für andere Zwecke, nämlich zum Herstellen tief- 55 damit der Behälteroberteil aus der Kunststoffolie

gezogener, mit Öffnungen an einer konischen Mantel- ausgestanzt wird.

fläche versehenen Behältern, ist bereits eine Vorrich- An Hand der Zeichnungen ist ein Ausführungstung bekannt, von der der Formunterteil eine als beispiel für die Erfindung im folgenden näher erMatrize dienende Aussparung und der Formoberteil läutert. Es zeigt

eine als Patrize dienende Erhebung aufweist, so daß 60 F i g. 1 einen vergrößerten Querschnitt durch

während des letzten Teilschritts des Tiefziehens an einen Behälteroberteil, der mit Hilfe der erfindungs-

der entsprechenden Stelle eine Öffnung aus dem gemäßen Vorrichtung hergestellt ist,

tiefgezogenen Teil ausgestanzt wird. Die die Öffnung Fig. 2 die erfindungsgemäße Vorrichtung im

umgebenden Bereiche des tiefgezogenen Behälters Teilschnitt,

werden bei Beendigung des Tiefziehens wulstlos 65 F i g. 3 im vergrößerten Maßstab die Form eines verformt, so daß die Wandstärke in diesen Nachbar- Unterflansches und die Art, wie der geformte Bebereichen dieselbe ist wie in den übrigen Behälter- hälteroberteil vom Ausgangsmaterial trennbar ist,
bercichen. Fig. 4 die Ausgangsstellung der Vorrichtung

beim Ausstanzen der öffnung und Endformen der nach einwärts gewendeten Tülle und

F i g. 5 die Endstellung der Vorrichtung.

Gemäß Fig. 1 ist ein Behälteroberteil 1 einer nicht dargestellten Kunststoff-Flasche mit einer Öffnung 2 versehen, die als Ausgießöffnung der endgültigen Kunststoff-Flasche dient. Der Behälteroberteil.l weist eine nach einwärts gewendete Tülle 3, einen konischen Hals 4 und einen Unterflansch 5 auf. mit dem er an einem becherförmigen Bodenteil angeschweißt wird. Die durch die Tülle 3 bestimmte Öffnung2.ist durch einen nicht dargestellten Deckel verschließbar, der mit speziellen Dichtelementen wie Dichtringen oder Dichtzungen versehen sein kann. Da die Kunststoff-Flasche als Einwegbehälter auch zur Aufnahme von Flüssigkeiten bestimmt ist. die einen Innendruck in der Flasche entwickeln, ist es nötig, die Tülle 3 widerstandsfähig auszubilden, damit diese den auftretenden Spannungen standhält. Diese Spannungen wirken sowohl auf den relativ geraden Teil 3 R der Tülle 3, der eine im wesentlichen größere Wanddicke als der Hals 4 aufweist, als auch auf. den Übergang 3 T zwischen dem Hals 4 und der Tülle 3 und auf den innersten Teil, einer Verstärkung 3 C der Tülle 3, gegen den spezielle Dichtelemente des Deckels drücken. Außerdem ist eine in Richtung zu der Behälter- oder Öffnungsachse gewendete, radial innere Mantelfläche 3 5 der Tülle 3 sehr glatt ausgebildet, so daß die notwendige Dichtung erreichbar ist. Der Übergang 3 Y zwischen dem geraden Teil 3Ä und der Mantelfläche 35 der Tülle 3 ist sehr glatt auszubilden, um den Deckel vor Beschädigung beim Aufsetzen zu schützen. Selbst der Unterflansch 5 ist in einer speziellen Weise geformt, die von der Tatsache abhängt, daß er dauerhaft an einem Behälterbodenteil anschweißbar sein soll. Die verschiedenen Komponenten, z. B. Wülste oder Aussparungen, durch die der Unterflansch 5 geformt ist, werden hier jedoch nicht in Einzelheiten beschrieben.

Gemäß F i g. 2 ist eine plastifizierte, ebene flache Kunststoffolie 50 zwischen dem Formoberteil und dem Formünterteil der Vorrichtung eingeführt, die kurz als Ziehdorn 51 und als Form 52 bezeichnet sind. Der Ziehdorn 51 ist gleitbar in einem Vorrichtungsteil 53 angeordnet, der außerdem eine Führungsbuchse 54 trägt, die mit. einem Führungsstift 54a zusammenwirkt. Der Vorrichtungsteil 53 ist zur Form 52 axial aufwärts bewegbar. Bei einer solchen Aufwärtsbewegung wird die Kunststoffolie 50 zwischen einen Formungsring 55 und die Stirnkante eines kegeligen Formungsstückes 56, das eine Höhlung bildet, geklemmt.

Dadurch wird z. B. gemäß F i g. 3 mit Hilfe von Formungsflächen 80, 81 der Unterflansch 5 geformt. Gleichzeitig wird mit Hilfe eines Ziehringes 58 die erfaßte-Kunststoffolie 50 in eine Höhlung 57 gezogen. Nachdem die Kunststoffolie 50 festgespannt ist, werden der Formungsring 55 und der Ziehring 58 sowie eine Haltehülse 59, an der diese Ringe befestigt sind, im Vorrichtungsteil 53 gegen die Wirkung eines in einem Innenraum 60 wirkenden hydraulischen Drukkes gepreßt. Die Haltehülse 59 gleitet zwischen einer Ringbuchse 61, die im Vorrichtungsteil 53 gesichert ist und einer rohrförmigen Preßmatrize 62, die ebenfalls im Vorrichtungsteil 53 befestigt ist. Die Preßmatrize 62 mit ihrem Innenkanal 82 preßt die Kunststoffolie 50 an das konische Formungsstück 56 und einen Formungsring 63, der an diesem befestigt ist.

Die Verformung wird durch Preßluft erleichtert. Diese wird durch Verbindung einer Leitung 64 mit einer Druckluftquelle erzeugt. Die in der Leitung 64 befindliche Preßluft wird dann durch eine ringförmige Aussparung 65 und eine weitere Aussparung 66 geleitet, die in der hervortretenden Stellung der Preßmatrize 62 mit der Höhlung 57 verbunden ist! Ein Blaslöch 77 stellt einen Austrittsweg dar.

Sobald sich die geformte Kunststoffolie 50 an die

ίο Wände der Höhlung 57 eng angelegt hat, wird der Formungsdruck weiter verstärkt, indem Flächen 59/1 und 62A miteinander in Kontakt gebracht werden. Dabei findet eine Zusammendrückung von Teilerfedern 67 statt, solange das Formungsstück 56 und die Formungsringe 63, 55 sowie der Ziehring 58 aufwärts gepreßt werden. Mit der Aufwärtsbewegung dieser Elemente und der Preßmatrize 62 in bezug zu einem Schnittring 73 und zu einer Patrize 68 findet ein Abscheren des geformten Kunststoffteiles vom Ausgangsmaterial durch Abschneiden bzw. Stanzen gegen den feststehenden Schnittring 73 statt. Gleichzeitig erfolgt eine Endformung der nach einwärts gewendeten Tülle· 3.

Gemäß den Fig. 4 und 5 weist die rohrförmige Preßmatrize 62 einen Oberteil auf, der zur Bestimmung der Form der flachen Spitze und der nach einwärts gewendeten Tülle 3 des Behälteroberteils 1 geformt ist. Die Preßmatrize 62 weist daher eine rillenförmige Aussparung 62 C auf, die zur Bildung einer Seite des Innenteiles, d.h. der Verstärkung 3 C der Tülle 3 bestimmt ist. Die Größe eines Mundloches 83 der Preßmatrize 62 bestimmt zusammen mit einer Stirnfläche 68 A der Patrize 68 die Größe der Öffnung 2 des Behälteroberteiles 1. Das Mundloch 83 wird durch eine Scherfläche 62 B begrenzt.

Die Außenseite, d. h. der Hals 4 des Behälteroberteiles 1, wird teilweise durch das Formungsstück 56 und teilweise durch den Formungsring 63 geformt Der Übergang 3 Γ wird durch eine gekrümmte Fläche 63 T. des Formungsringes 63 geformt. Die Mantelfläche 35 und der Übergang 3 Y, die wesentlich für

' den Behälterverschluß sind, werden mit Hilfe von polierten Flächen 685, 68 Y der Patrize 68 geformt und geglättet, die selbst auch eine rillenförmige Ausspasung 64 am Rand der Stirnfläche 68A aufweist.

Wenn der Formungsring 55, der Ziehring 58, das Formungsstück 56, der Formungsring 63 und die

' Preßmatrize 62 in bezug zum feststehenden Schnittring 73 und der Patrize 68 unter dem Druck der Tellerfedern 67 nach aufwärts bewegt werden, findet gleichzeitig die Abtrennung des geformten Teiles (Fig. 3) und die Formung der nach einwärts gewendeten Tülle 3 (F i g. 5) statt. Die Formung wird durch volles Ausstanzen der öffnung 2 beendet, die hergestellt ist, wenn ein Rand 68 K der Patrize 68 in Kontakt mit der den Rand der Scherfläche 62 B begrenzenden Spitze gelangt. Die ausgestanzte Scheibe wird durch einen Innenkanal 82 entfernt.

Sollte der Formungsdruck über den üblichen Druck ansteigen, z. B. wenn eine doppelte Folie in die Höhlung 57 gelangte, wird eine in F i g. 2 dargestellte Federeinrichtung 69 zusammengedrückt. Ein oberes Vorrichtungsteil 70 trägt verschiedene Werkzeuge: eine Buchse 71, einen Führungsstift 54«, die Patrize 68 und eine Führungsbuchse 72. Luftleitungen 74, 75, 76 gemäß F i g. 2 dienen zum Anschließen der Höhlung 57 an eine Vakuumquelle zum Erleichtern

der Verformung und an eine Druckluftquelle zum Auswerfen des fertigen Behälteroberteiles 1.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Herstellen eines tiefgezogcncii Behälteroberteiles mit einer zentrischen, von einem Wulstrand umgebenen öffnung in der Stirnfläche durch Ausstanzen aus einer tiefgezogenen Kunststoffolie mit einem Formoberteil und einem relativ zu diesem axial auf- und abbewegbaren Formunterteil, bei der das Formoberteil einen die Größe der Öffnung bestimmenden Abschnitt aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der die Größe der Öffnung (2) bestimmende Abschnitt aus der dem Behälteroberteil zugewandten Stirnfläche (68/1) einer im Formoberteil axial bewegbaren Patrize (68) besteht, die eine rillenförmige Aussparung (84) mit einer polierten Fläche (68 5) zum Formen und Glätten der inneren Mantelfläche (3 5) des die öffnung (2) umgebenden Wulstrandes aufweist und der Patrize (68) eine im Formunterteil axial bewegbare Preßmatrize (62) zum Ausstanzen der öffnung (2) und zum Pressen des Wulstrandes und einer nach einwärts gewendeten Tülle (3) zugeordnet ist. ^;

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden der Aussparung (84) mit einem sich zur Achse der Öffnung (2) erstreckenden Teil (3 R) der Tülle (3) und der Mantelfläche (3 S) einen glatten Übergang (3 Y) bildet.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Preßmatrize (62) einen Innenkanal (82) zum Abführen der aus der öffnung (2) ausgestanzten Kunststoffscheibe aufweist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Preßmatrize (62) eine rillenförmige Aussparung (62 C) zum Formen einer Verstärkung (3 C) der Tülle (3) aufweist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Patrize (68) ein axial gegenüber dieser im Formoberteil bewegbar gelagerter Schnittring (73) zum Ausstanzen des Unterflansches (5) des Behälteroberteiles aus der Kunststoffolie zugeordnet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen