DE1801869A1

DE1801869A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Kaltformen eines Randbereiches an einem Kunststoffbehaelterteil

Info

Publication number: DE1801869A1
Application number: DE19681801869
Authority: DE
Inventors: Larry Brushaber; Johnson Robert T
Original assignee: Koehring Co
Current assignee: Koehring Co
Priority date: 1967-10-13
Filing date: 1968-10-08
Publication date: 1969-04-30
Also published as: ES358885A1; BE721958A; US3532785A; GB1222407A; LU57070A1; NL6814489A; JPS5035952B1; FR1586292A

Description

FreHlgrathjtraße

Elsenacher Straße 17 OO

Po,,,..,«, Dipl.-Ing. R. h. Bahr ZZZZZ" ο

»at-Anw. Heirmami-TreiHepolil ' Dipi.-PflYS. Ed (lard BOtZler Fernsprecher: 398011 __i

Fernsprecher: 50930 -......,., . . . ^S98Q1Z CO

51562 DEpL-ing. W. Herrmann-Trontopohl ³⁹⁸⁰¹³ ^

Tetegrammanschrift: P AT E N T A N W S LTF Telegrammantchrift: _ Bahrpatenta Herne PATENTANWÄLTE Babetzpat München XD Telex 08 229 85Ϊ Telex 05 245 42

r— [ Bankkonten:

Bayrische Vereinsbank München 952287 Dresdner Bank AC Herne 202 4J6 Postscheckkon

:onta Dortmund 558 £8

Ref.= M 01 145 Iiw/Gt

In der Antwort bitte angeben Zuschrift bitte nach:

EASGElWE GOIiPMI, Michigan / USA

Verfahren und Vorrichtung zum Kaltformen eines Rand bereiches an einem Kunststoffbehälterteil.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Kaltformen eines Randbereiches an einem Kirnststoffbehält erteil. Zunächst soll hierbei eine Stirnöffnung in einen -Geaalterabschnittsrohling aus Kunststoff gestanzt werden und im wesentlichen gleichzeitig sollen gekrümmte zurückgefalzte Bänder an der Kante des gestanzten Abschnittes geformt werden; Gegenstand der Erfindung ist auch ein Behälterrohling, der so ausgebildet ist, daß ein bestimmter Pormvorgang stattfinden kann.

Zur Zeit werden die Ränder von Kunststoffbehältern durch den Hand rollende Maschinen gerollt, welche in der Herstellungsstraße hinter einer Trimmpresse zum Ausstanzen der Behälter aus der Kunststoffbahn angeordnet sind, in der sie in Reihen bei hohen Geschwindigkeiten geformt werden. Ein® der Hauptziele der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zu schaffen, das

909 818/095 9

sich, in einer Trimmpresse durchführen läßt, um im wesentlichen gleichzeitig eine Öffnung in einen Behälterabschnitt zu. stanzen und zur gleichen Zeit dessen Rand zu rollen, wodurch auf diese Weise die Notwendigkeit einer gesonderten Maschinerie zum Rollen des Randes vermieden wird»

Auch soll erfindungsgemäß eine Vorrichtung der besehr!ebenen Art so ausgelegt werden, daß sie in der Lage ist, bei hohen Produktionsgeschwindigkeiten üblicher Differentialdruek-Thermoform- und Trimmpressenmaschinen zu arbeiten«,

Auch richtet sich die Erfindung auf ein Verfahren und eine Vorrichtung der genannten Art, durch die die Bildung eines Randstirnabschnittes erheblich größeren Durchmessers als dem der benachbarten Seitenwand des Behälterabschnittes erreicht wird, ohne die Notwendigkeit, eine geteilte Form zu benutzen«, um . . differentiell den Behälterabschnittsrohling zunächst zu formen.

Erreicht wird dies bei einem Verfahren zum im wesentlichen Kaltformen eines allgemein T-förmigen Randteils an einem Kunststoffbehälterabschnitt mit einem im wesentlichen seitlich sich erstreckenden Stirnteil dadurch, daß die Seitenwand und der Stirnteil mit einem I-förmigen Teil zur Bildung eines Umfangs- ^ faltteiles ausgebildet werden, wenn ein Axialdruck auf den Behält erteil aufgebracht wird; ein im wesentlichen axialer Druck wird auf den Behälterteil ausgeübt, während die üxlaXbewegung des Stirnteiles so beschränkt wird, daß die den Faltteil bildenden Abschnitte zusammengepreßt werden und der Faltteil -dauernd bis zu einem vorbestimmten Grad unter Berücksichtigung des FederungsVermögens des Materials verformt wird; und daß der Axialdruck dann aufgehoben wird, wodurch der Faltteil in die gewünschte Stellung und Form rückgestellt wird.

909818/0 959

Durch die erfindungsgemäße Maßnahme wird ein äußerst wirksames, einfaches und wirtschaftliches Verfahren geschaffen, um Innenränder an synthetischen Kunststoffbehälterrohlingen zu formen.

Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung sollen nun anhand der "beiliegenden Zeichnungen näher erläutert wer.den, in denen

Figur 1 ein leilschnitt durch die Behälterform- und Stanzteile vor dem Eingriff des hin- und hergehenden Stempels mit der Stirnwand des Behälterabschnittsrohlings, in den die Offnung gestanzt werden soll, . ist;

Figur 2 ist eine stark vergrößerte, teilweise geschnittene Ansicht und zeigt das Ende des Behälterabschnittsrohlings, wie es zunächst nach einem Differentialdruckverfahren geformt wird, wobei die Umrisse geeignet für den herzustellenden Arbeitsgang sind;

Figur 5 ist eine Darstellung ähnlich Figur 1, wobei der Stempel zur ortsfesten Form hin in eine Stellung bewegt wurde,' in der er gerade die öffnung im Ende des Behälterabschnittsrohlings gestanzt hat;

Figur 4 ist eine stark vergrößerte Darstellung ähnlieh Figur 2 und zeigt einen Teil des Stempels sowie des Endes des Behälterabschnittsrohlings;

Figur 5 ist eine geschnittene Seitenansicht ähnlich den Figuren 1 und 3 und zeigt den Stempel in der am weitesten vorgeschobenen Stellung;

Figur 6 ist eine stark vergrößerte Darstellung ähnlich den Figuren 2 und 4 und zeigt den verformten Zustand des Endes des jSeiiälterrohlings in dieser Arbeitsstufe;

Figur 7 ist eine Darstellung ähnlich den Figuren 2, 4 und 6 und zeigt das Ende des Behälterabschnittesrohlings, nachdem es freigegeben wurde, wodurch dessen liandteilweise aufgrund

909818/0959

des ihm innewohnenden FederungsVermögens rückgestellt wird; *

Figur 8 ist eine geschnitte Teildarstellung ähnlich Fi- \ gur 1 und zeigt eine modifizierte Behälterstanz- und Form- ι Vorrichtung in ausgefahrenem Zustand vor dem Eingriff des Stempels gegen die Stirnwand des Behälterabschnittsrohlings, in den die Öffnung gestanzt werden soll;

Figur 9 ist eine stark vergrößerte teilweise geschnittene Darstellung und zeigt ein Behälterabschnittsende unterschiedlicher Ausbildung, die auch für den Arbeitsvorgang geeignet ist;

Figur 10 ist eine Darstellung ähnlich Figur 8, wobei der Stempel in seiner gegen die stationäre Form bewegten Stellung gezeigt ist, in der er gerade die Öffnung im Ende des Behälterabs chnittsrohlings gestanzt hat;

Figur 11 ist ein (Deilschnitt in gröfierer Darstellung ähnlich Figur 9 und zeigt einen leil des Stempels und des Endes des Behälterabschnittsrohlings;

Figur 12 ist eine geschnittene Seitenansicht ähnlich den Figuren 8 und 9 und zeigt den Stempel in der am weitesten vorgeschobenen Stellung;

Figur 13 ist eine .erheblich vergrößerte Darstellung ähnlich den Figuren 9 und 10 und zeigt den verformten Zustand des Behälterrohlingsendes in dieser Arbeitsstufe; und *

Figur 14 ist eine Darstellung ähnlich den Figuren 9, 11 und 13 und zeigt das Ende des Behälterabschnittsrohlings nach seiner Freigabe.

In den Zeichnungen, insbesondere in den Figuren 1 bis 7, ist eine Ausführungsform der Vorrichtung dargestellt. Das Bezugszeichen 10 bezeichnet den hin- und hergehenden Pressentisch der Trimmpresse, in der der Torgang abläuft und die von der in der US-Patentschrift 3 297 504 dargestellten Bauart sein kann, wo ein Aus stanz Vorgang erfolgt. Der Pressentisch 10, der

909818/0959

mit allgemein mit 11 bezeichneten vors teilenden Stempel- und Formelementen ausgestattet ist, ist auf einem Mn- und hergehenden Verbindungsstangenelement 12 gelagert, wie in der ¹ "beschriebenen Patentschrift und wird in seitlich abgestimmter ¥eise mit der Abwärtsförderung einer Kunststoffbahn hin- und herbewegt, welche allgemein bei P in Schaltbewegungen gezeigt sind. Die Kunststoffbahn P wird durch einen üblichen Mechanismus, wie er beispielsweise in der US-Patentschrift Uo. 3 217 offenbart ist, nach unten gefördert, wo auch Antriebswelleneinrichtungen zur Hin- und Herbewegung solch einer Verbindungsstange in seitlich abgestimmter Weise hiermit offenbart sind; die Kunststoffbahn ist ein Eeil einer Bahn oder dgl., der aus " einer Differentialdruckformmaschine austritt, in der vertikale, im Abstand angeordnete horizontale Reihen von allgemein mit B bezeichneten Behälterabschnittsrohlingen in der üblichen Weise geformt werden. Die Kunststoffbahn kann ein hochschlagfester . Polystyrolkunststoff sein oder es kann sich-um irgendeine andere Art der bekannten Kunststoffe, beispielsweise Polyäthylen und Polypropylen handeln. Wie in der genannten US-Patentschrift 3 297 504 erwähnt, kann der Stanzvorgang in einer Stufe in der Trimmpresse vorgenommen werden und die Behälterabschnitte von der Bahn P in einer weiteren Verfahrensstufe durch röhrenförmige Stempel erfolgen, die unmittelbar unterhalb den gezeigten Stempeln 11 angeordnet sind* Die genannten Patentschriften λ sind insofern in die vorliegende Anmeldung eingearbeitet als v/Unsohenswert ist, um die zugehörige Vorrichtung zu offenbaren.

Wie die. figuren 1 und 2 insbesondere zeigen, umfaßt jeder in . der Kunststoffbahn P ausgebildete Behälterabschnittsrohling B zunächst eine zylindrische, allgemein mit 13 bezeichnete Seitenwandung und eine geschlossene, allgemein mit 14 bezeichnete Stirnwandung. Die Seitenwandung 13 ist mit einer nach innen . weisenden Ausbauchung oder einer einspringenden allgemein mit

909818/095

bezeichneten Versteifungsrippe 15 versehen, bei der ein Wandungsteil 15a zwischen den Rändern a und b und' ein Wandungsteil 15b zwischen den Händern b und £ angeordnet ist. Die Seitenwandung 13 und die Stirnwandung 14 umfassen auch einen im wesentlichen gekrümmten in etwa profilform!gen Verbindungs- , wandungsteil 16 zwischen den Rändern £ und d. Der Wandungsteil 16 bildet, was man Faltabschnitt nennen kann, der Rand £ ist eine Faltkante, wie weiter unten noch gezeigt werden wird.

D6r hin- und herbewegbare Pressentiseh 10 bewegt sich nach Figur 1 in Richtung des Pfeiles χ gegen eine stationäre Platte 17, wobei Öffnungen 18 bestimmten Durchmessers hierin vorgesehen sind. Die Stempelelemente 11, die vorzugsweise in einer horizontalen Reihe auf dem sich bewegenden Pressentisch 10 befestigt sind, umfassen Stirnabschnitte 20 verminderten Durchmessers, die von einer Ringschulter 21 auf dem kegelstumpfförmigen Teil 22 sich erstrecken. Der Durchmesser jedes Teiles 20 ist derart, daß nur ein Gleitspielraum relativ zu jeder Öffnung 18 belassen ist, wie aus den Figuren 3 und 5 hervorgeht, die zeigen, wie der Stempelteil 20 den Stirnwandteil 14 von der Bodenwandung 14 des Behälterabsehnittsrohlings trennt und eine Öffnung 0 im Rohling B bildet. Der Rand 20a jedes Stempelteils 20 und die Vorderkante 18a jeder Öffnung 18 bestehen aus relativ scharfen Kanten, um den Ausstanzvorgang zu erleichtern*

Im Betrieb wird der bewegliche Pressentisch 10 bei erheblicher

Geschwindigkeit gegen die stationäre Platte 17 bewegt und, wie Figur 3 zeigt, erfaßt der Rand 2Oa jedes Stempelelementes 11 zunächst den Abschnitt 14a und stanzt diesen aus, der in den Figuren 3 und 4 vom Behälterrohling B getrennt dargestellt ist* Im wesentlichen unmittelbar nachher erfaßt die Schulter. den nach innen abgeschrägten Teil 15a der Kunststoffseitenwan«

909818/095

!Hip ¹¹¹Ti'¹¹ i'l'V ■ in.

180186a

dung 13, wie insbesondere in Figur 4 dargestellt, und, während das Stempelelement 11 sich weiter von rechts nach links "bewegt, liegt es mit der Oberfläche 15a ah und drückt den Stirnteil des Behälterabschnittes gegen die stationäre Platte 17, wie insbesondere in den Figuren 5 und 6 dargestellt. Da der Ausbuchtungsteil 15 als Verstärkungsrippe dient, wird der Faltabschnitt 16 zusammengedrückt und nach außen um den Rand c_ verschwenkt, sobald der Teil 14a, wie Figur 6 dargestellt hat, abgetrennt ist.

Figur 6 zeigt, wie weit der Vorwärtshub· des Stempels 11 geht, der, wenn er zurückgezogen ist, eine bestimmte teilweise Rückführung der federnden Eunststoffwandungsteile erlaubt. In der Endform gibt sich der Behälterabschnitt dann wie in Figur 7, wobei der Teil 16 dann einen nach innen weisenden im wesentlichen gekrümmten Rand bildet, wobei der Rand 16 erheblich gesteigerten Durchmesser bezüglich der Seitenwand 13 an der Kante a aufweist. Im nächsten Arbeitsschritt, wird, wie in der obengenannten Patentschrift dargelegt, die Kunststoffbahn P nach unten gedrückt und die Behälterabschnitte B aus der Kunststoffbahn P ausgestanzt. Später werden die so hergestellten Abschnitte, die die Oberteile eines Behälters bilden, mit den unteren Behälterabschnitten reibungsverschweißt und erheben einen vollständigen Behälter; hiernach wird der Behälter gefüllt und eine geeignete Kappe oder ein Verschluß mit der Endkante des Randes 16 in Eingriff gebracht, wodurch die Abgabeöffnung O, die hierin gestanzt war, verschlossen wird.

In den Figuren 8 bis 14 ist eine andere Ausführungsform der Erfindung dargestellt, bei der ein geringfügig unterschiedlicher Behälterabschnittsrohling durch eine geringfügig modifizierte Stanz- und Randformvorrichtung verarbeitet wird. Wie

909818/09 5 9

Pigur 8 zeigt, fällt der einspringende Ausbuchtungs- oder Rippenteil 15 auf der Seitenwandung 13 weg, da_s wie in Pigur 10 dargestellt, der Stanzdruck geliefert wird, wenn der Pressentisch "bzw. die Platte 10 die Kunststoffbahn P eher erfaßt und ist nicht von der die Rippenfläche 15§_ erfassenden Schulter 21 abhängig.

Im Betrieb des in den Figuren 8 bis 14 dargestellten Mechanismus, wenn sich der Stempel 11 von rechts nach links in Richtung χ wie vorher bewegt, wird der Abschnitt Ha zunächst von der Rohlingsstirnwandung 14 des Behälterabschnittes gestanzt, · nachdem der sich bewegende Pressentisch 10 die Kunststoffbahn P, wie in den Figuren 10 iwad 11 gezeigt, erfaßt; hiernach wird der Paltteil 16 gegen das stationäre Plattenelement 17, wie in den Figuren 12 und 13 gezeigt, zusammengedrückt. Wie die Figuren 12 und 13 erkennen lassen, wird der Faltteil 16 nach außen im wesentlichen um die Kante £ in der gleichen Weise wie vorher verschwenkt. Wird die sich bewegende Platte 10 zurückge-· zogen, so kehrt der Behälterabschnittsrohling B etwa in die in Figur 14 dargestellte Form zurück, der nunmehr, gebildete Randteil besitzt einen erheblich größeren Außendurchmesser als der Abschnitt 16 vor dem Formen.

Im Hinblick auf eine knappe Darstellung wurde die Erfindung nur anhand weniger Ausführungsformen erläutert; Änderungen und Abänderungen liegen im Rahmen der Erfindung, wobei die verschiedenartigsten Elemente ersetzt bzw. geändert werden können.

Patentansprüche

90981 8/0959

Claims

PAIEIIAHSPRÜCHE

1.) Verfahren zum Kaltformen eines im wesentlichen O-förmigen Randteiles an einem Eunststoffbehälterteil mit einem im wesentlichen seitlich sich erstreckenden Stirnteil, dadurch ge kennzeichnet, daß die Seitenwandung und der Stirnteil mit einem ö-förmigen Abschnitt zur Bildung eines Umfangsfaltteiles ausgebildet sind, sobald Axialdruck auf den Behälterteil ausgeübt wird, daß ein im wesentlichen axialer Druck auf den Be-Miterteil aufgebracht wird, während die Axialbewegung des Stirnteiles unterbunden wird, derart, daß die den i'altteil bildenden Abschnitte zusammengedrückt und der Faltteil bis zu einem bestimmten Grade unter Berücksichtigung des FederungsVermögens des Materials verformt wird, und daß der Axialdruck aufgehoben wird, derart, daß der Paltteil auf 'die gewünschte Stellung und SOrra. rückgeführt wird.

2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung eine radial nach innen vorstehende Ausbauchung unter Abstand vom Stirnteil aufweist.

3.) Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stirnteil einen im wesentlichen nach innen sich erstreckenden Plansch aufweist, wobei der Endkantenteil in einer axialen Rückführ richtung geneigt ist, wobei di'e axiale Zusammendrückung derart ist, daß die den JaItteil bildenden Abschnitte nach außen vom Ausbuchtungsteil in einem Grad verschwenken, derart, daß nach Aufheben des Axialdruckes der gebildete Randteil einen größeren Außendurchmesser aufweist.

4.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da.3 die Seitenwandung in den laltteil, der von geringfügig grö-

909818/09 5

- 10 -

ßerem Durchmesser als der der Seitenwandung an der Stelle des Überganges ist, übergeht.

5.) Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Bndteil einen im v/es ent liehen nach innen sich erstreckenden Plansch aufweist, wobei die Randkante in axialer Rückführrichtung geneigt ist und die axiale Zusammendrückung derart ist, daß der 3?altteil und Stirnteil nach außen so weit verschwenken, daß bei Aufheben des Axialdruckes der gebildete Randteil einen vergrößerten Außendurchmesser aufweist.

6.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Öffnung in den Behälterstirnteil in einem ersten Verfahrensschritt ausgestanzt ist, der abgeschlossen ist, kurz bevor der axiale Druck auf den Behälterteil ausgeübt wird.

7.) Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,' daß ein im wesentlichen C-förmiger Randteil (16) auf einem synthetischen K.unst st off behält erteil formbar ist, dessen Seitenwandung (13) in einem im wesentlichen seitlich sich erstreckenden Endteil (14) endet, wobei die Seitenwand und der Endteil einen Umfängsfaltteil bildende flächen bei Anwendung von Axialdruck aufweisen.

8.) Kunststoffbehälterabschnittsrohling, hergestellt nach dem Verfahren des Anspruchs 1.

x-x-x-x-x

909818/0959