DE1931710A1

DE1931710A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Verschliessen eines abgefuellten Kunststoff-Behaelters

Info

Publication number: DE1931710A1
Application number: DE19691931710
Authority: DE
Inventors: Gerhard Gold; Heinz Pechthold
Original assignee: Elbatainer Kunststoff und Verpackungs GmbH
Current assignee: Elbatainer Kunststoff und Verpackungs GmbH
Priority date: 1969-06-23
Filing date: 1969-06-23
Publication date: 1971-01-21
Also published as: FR2047027B1; CH502229A; CA921002A; GB1252879A; US3690803A; JPS4929268B1; FR2047027A1

Description

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ELBATAINER Kunststoff- und Verpackungs-GmbH & Co.

7505 Ettlingen / Baden . und

Heinz Pechthold 6968 Walldürn (Odenw.)

Verfahren und Vorrichtung zum Verschließen eines abgefüllten

Kunststoff-Behälters

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verschließen eines abgefüllten Kunststoff-Behälters, welcher aus einem im verformbaren Zustand in einem Formwerkzeug unter Druck geweiteten und gefüllten Formling hergestellt ist, wonach eine segmentäre, in eine Offen- oder eine Schließstellung bewegbare Kopfform mit Quetschkanten in ihrer Schließstellung den oberen Behälterabschnitt zu einem Kopf formt und den Behälter luftdicht verschließt.

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Beim Verschließen von derartig hergestellten und abgefüllten Behältern ist es erforderlich, den beim vorangegangenen Druckfüllvorgang im Behälter erhaltenen Überdruck mindestens teilweise aufrechtzuerhalten und nicht unter den atmosphärischen Druck sinken zu lassen, damit die Behälter nicht infolge des Eintretens eines inneren Unterdruckes zusammenfallen, also deformiert werden.

Bei den bekannten Verfahren und Vorrichtungen wird in der Regel sogleich nach dem Einfüllen des Füllgutes der noch im verformbaren Zustand befindliche Kopfabschnitt des Behälters bzw. Formlings durch. Anlegen von Vakuum in der Kopfform zu einem Kopf geformt und verschweißt. Das hat den Nachteil, daß danach je nach Art des Füllgutes und entsprechend dem Zeitpunkt des Schweißvorgangs im Behälter meistens Unterdruck, höchstens jedoch atmosphärischer Druck eintritt, weil das bearbeitete und erhitzte Füllgut sich beim Erkalten mit der im Behälter eingeschlossenen Luft vermischt. Außerdem erfolgt die Ausformung des Behälterkopfes nicht einwandfrei. Hinzukommt, daß die hierfür erforderliche Vorrichtung, insbesondere deren Vakuumpumpe und Vakuumformen, sehr aufwendig ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen relativ einfachen Verfahrensweg und die technischen Mittel zu finden, mit denen bei der Herstellung derartiger abgefüllter Behälter in deren Inneren ein passender Überdruck erzeugt und über den Verschließvorgang hinaus mindestens etwa konstant gehalten werden kann.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch den Verfahrens schritt gelöst, daß zwischen dem Druckfüllvorgang und dem luftdichten Verschließen des Behälters in diesem durch zusätzliches Eindrücken eines Druckmittels, zum Beispiel Luft, Kohlensäure und dergleichen ," ein

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vorbestimmter Überdruck erzeugt wird.

Hierdurch wird erreicht, daß der beim Füllvorgang mit der Atmosphäre mehr oder weniger ausgeglichene Druck im Behälter vor seinem Verschließen nochmals auf eine bestimmbare Höhe gebracht werden kann. Vorzugsweise erfolgt der erfindungsgemäße Verfahrens schritt in der Weise, daß nach dem Druckfüllvorgang der noch in der eigenen Wärme befindliche obere B ehälter ab schnitt im Bereich der vorerst mindestens teilweise noch offenen Quetschkanten der Kopfform bis auf einen Einlaßkanal zusammengeklemmt wird, wonach durch diesen Kanal hindurch das Druckmittel in den Behälter eingedrückt und danach der Behälter durch völliges Schließen der Kopfform verschlossen wird.

Hierdurch wird im besonderen der Vorteil erzielt, daß der vorbestimmte Überdruck im Behälter auch während des nachfolgenden Verschließvorganges mit ausreichender Sicherheit erhalten bleibt, um daraus auch, den nach Druckabfall verbleibenden Über druck -Re st vorbestimmen zu können.

Zur Durchführung des vorstehenden Verfahrens dient eine Vorrichtung, bei der gemäß der Erfindung oberhalb der Kopfform mindestens zwei gegeneinander in eine Klemmstellung bewegbare Klemmbacken angeord- ' net sind, die in der Klemmstellung aneinander liegende Klemmkanten

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mit mindestens einem, zu deren Längebene senkrecht ausgeschnittenem Durchgangsloch aufweisen und gegenüber den Segmenten der Kopfform derart bewegbar sind, daß sie ihre Klemm stellung zeitlich eher erreichen als die Quetsehkanten der Kopfform ihre Verschließstellung.

In der Zeichnung ist eine Ausführungsform des Verfahrens bzw. der Vorrichtung nach der Erfindung beispielsweise schematisch dargestellt. Es zeigen: "- .. '

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Fig. 1 einen teil weisen Schnitt durch die wesentlichen Teile

"- der Formwerkzeuge zum Herstellen und Verschließen eines flaschenförmigen Behälters aus einem schlauchförmigen Formling und einer Antriebsvorrichtung für die Kopf form - Se gmente;

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Kopfform mit freigelegten Klemm

backen in ihrer Offenstellung;

Fig. 3 eine Draufsicht auf die Kopfform wie in Fig. 2 mit den

Klemmbacken in ihrer Klemm stellung; und

Fig. 4-7 einen Ausschnitt aus Fig. 1 mit der Kopfform und den

Klemmbacken, in verschiedenen Arbeitslagen.

Die Maschine zum kontinuierlichen"Herstellen von gefüllten und verschlossenen Kunststoff-Behältern aus einem thermoplastischen Schlauchmaterial, das im verformbaren Zustand in einem Formwerkzeug im sogenannten Druckfüllverfahren aufgeweitet und mit flüssigem Füllgut gefüllt wird, worauf eine aus zwei zusammendrückbaren Segmenten bestehende Kopfform den oberen Schlaüchabschnitt zu einem Flaschenkopf ausformt und durch Zusammenquetschen der Schlauchwandung luftdicht verschweißt, ist an sich bekannt und deshalb nicht dargestellt worden.

Wie in Fig. 1 dargestellt ist, hat die vorerwähnte Maschine ein Formwerkzeug. 10, in dem in bekannter Weise ein von einem nicht dargestellten Extruder eingebrachter schlauchförmiger Formling zu einem Behälter 11 ausgeformt und gleichzeitig mit einem flüssigen Füllgut gefüllt wird. Auf diesem Formwerkzeug 10 sitzt eine Kopfform 12,

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die aus zwei Segmenten 12a und 12b besteht, welche aus einer in Fig. 3 dargestellten Offenstellung gegeneinander in eine in Fig. 1 dargestellte Verschließ stellung bewegbar sind. Beide Segmente weisen den Kopfform-Hohlraum 13 umgrenzende Quetschkanten 12c und 12 d auf, die in der Versehlieflstellung der Kopfform-Segmente f Fig. 1) in der senkrechten Mittelebene M der Formwerkzeuge dicht aneinander liegen. Sie haben die Aufgabe, die noch in eigener Wärme befindliche Wandung des Formlinge oberhalb des ausgeformten B ehälter kopfes zusammenzuquetschen und miteinander zu verschweißen.

Auf den Segmenten 12a und 12b sind in Führungen 12e und 12f zwei Klemmbacken 14 und 15 gegeneinander bewegbar gelagert. An den von der senkrechten Mittelebene M der Formwerkzeuge abgewendeten Längskanten 14a und 15a beider Klemmbacken greifen in den Kopfform-Segmenten verankterte Druckfedern 16 an , die bestrebt sind, die Klemmbacken mit gegeneinander gerichteter Federkraft in einer Lage festzuhalten, in welcher die der senkrechten Mittelebene M der Formwerkzeuge zugeke hrten Längskanten 14b und 15b der Klemmbacken über den Quetschkanteri 12c und 12d der Kopfform-Segmente überstehen. Aus den Kopfform-Segmenten ragen Anschlagstifte 17 und 18 in Schlitze 14c und 15c der Klemmbacken und begrenzen deren von den beschriebenen Druckfedern 16 beeinflußte Bewegung in Richtung zur senkrechten Mittelaöhse M. Die einander zugekehrten Längskanten 14b und 15b der Klemmbacken 14 und 15 sind zu Klemmkanten ausgebildet und weisen in der Mitte miteinander korrespondierende halbrunde Einschnitte 14d und I5d auf, die bei aneinanderliegenden Klemmhanten ein senkrecht verlaufendes Durchgangsloch bilden.

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Die Bewegung der Kopfform-Segmente 12 a und 12 b aus ihrer Offenstellung in ihre Verschließstellung und umgekehrt wird von einer nur in ihren wesentlichen Teilen in der Fig. 1 schematisch dargestellten hydraulischen Antriebsvorrichtung betrieben. Jedem der beiden Segmente ist ein Druckzylinder 19 mit zwei in mehrere Stellungen bringbarenKolben 20 und 21 zugeordnet, deren Kolbenstangen 20a und 21a jeweils auf einer der gegenüberliegenden Stirnseiten des Druckzylinders herausragen. Die eine, auf der von der Kopfform 12 abgekehrten Seite aus dem Druckzylinder herausragende Kolbenstange 20a ist durch Einschrauben eines Gewindeteiles der Kolbenstange in ein Gewindeloch eines feststehenden Teils 22 der Maschine unbeweglich festgelegt, während der Druckzylinder 19 selbst und die mit dem entsprechenden Kopfform Segment verbundene zweite Kolbenstange 21a in ihrer Längsrichtung verschiebbar sind. Die Druckleitungen für die Druckflüssigkeit sind in Fig. 1 nur teilweise dargestellt, von denen die Druckleitungen 23 und 24 dem einen Kolben 20 und die Druckleitungen 25 und 26 dem anderen Kolben 21 zugeordnet sind. Die an dem Maschinenteil 22 befestigte Kolbenstange 20a ist in der Längsrichtung verstellbar und wird durch eine Kontermutter 27 festgelegt. Mit dieser Kolbenstange 20a werden der Druckzylinder 19 und über die zweite Kolbenstange 21a das Kopfform-Segment in ihrerzur Verschließstellung passenden Lage fixiert.

Es versteht sich, daß die Antriebsvorrichtung für die Kopfform-Segmente 12a und 12b sowohl hydraulisch als auch pneumatisch wie mechanisch betrieben werden kann.

Die Wirkungsweise ist wie folgt:

Die Fig. 4 zeigt die Arbeitslage der Formwerkzeuge ,. nachdem ein schlauchf0rmiger Formling i»i geschlossenen Formwerkzeug : 009884/1091'

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unter Druck zu einemfläschenförmigen Behälter 11 geformt und mit einem flüssigen Füllgut gefüllt worden ist. Über der Kopfform 12 befinden sich Vakuum-Halb schalen 28, die den oberen, noch ungeformten Abschnitt des Behälters straff offenhalten. Dabei sind in der in Fig. 1 dargestellten Antriebsvorrichtung jeweils beide Kolben 20 und 21 bis an die Trennwand 19a der beiden Druckzylinder 19 herangedrückt. Nunmehr wird Drückflüssigkeit durch die Druckleitung 24 in die Zylinder gedrückt, wodurch sowohl die beiden Zylinder wie auch die mit ihnen über die Kolben 21 und deren Kolbenstange 21 a verbundenen Kopfform-Segmente 12a und 12b um einen ersten Schritt in Richtung der Pfeile der Fig. 5 bewegt werden. Hierbei kommen die Klemmkanten 14b und 15b der Klemmbacken 14 und 15 aneinander und klemmen den dortigen Behälterabschnitt zusammen,. der sich infolge der eigenen Wärme an den Klemmstellen verschweißt. Das in den Klemmkanten ausgeschnittene Durchgangsloch 14d, 15d läßt dabei zwischen den zusammengeklemmten B ehälter wänden einen .Einlaßkanal 11a (Fig. 3 und 5) frei.

Nach diesem ersten Bewegungs schritt der Kopfform-Segmente 12a und 12b liegen deren Quetschkanten 12c und 12d noch nicht aneinander, wie aus der Darstellung dieser Arbeitslage in den Fig. 3 und 5 hervorgeht. Durch den so gebildeten Einlaßkanal 11a wird mit einem aufgesetzten Blasdorn 29 ein dem Füllgut angepaßtes Druckmittel , wie z.B. Luft oder Kohlensäure, in den Behälter gedrückt, wonach bei Erreichen eines vorbestimmten Überdruckes im Inneren des Behälters auf mechanischem oder elektrischem Wege über an sich bekannte und deshalb nicht dargestellte Steuermittel der zweite Bewegungsschritt der Kopfform-Segmente 12a und 12b ausgelöst wird. Nunmehr wird durch die Druckleitung 25 der Druckzylinder 19 Druckflüssigkeit gedrückt, so daß in den feststehenden Zylindern die Kolben 21 und mit ihnen die Kopfform-Segmente in Richtung der Pfeile nach Fig. 6 bis in die Verschließstellung bewegt werden, in

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der die Quetschkanten 12c und 12d in der senkrechten Mittelebene M der Kopfform zusammentreffen. Dabei wird der
Behälterkopf endgültig ausgeformt und dessen Wandung unterhalb der noch in ihrer Klemm stellung befindlichen Klemmbacken 14 und 15 luftdicht verschweißt.

Für das nachfolgende Öffnen der Kopfform 12 wird durch die Druckleitungen 23 und 26 Druckflüssigkeit in die Druckzylin der 19 gedrückt, so daß beide Kolben 20 und 21 wieder in Richtung zu der Zylinder-Trennwand 19a gedrückt und damit die
Kopfform-Segmente in Richtung der Pfeile nach Fig» 7 bewegt werden. . Gleichzeitigwerden die Vakuum-Schalen 28 und das Formwerkzeug 10 in Pfeilrichtung geöffnet, worauf der gefüllte und luftdicht verschlossene Behälter 11 der Form entnommen werden kann."

AL 6.1969

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Claims

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Patentansprüche

Verfahren zum Verschließen eines abgefüllten Kunststoff-Behälters, welcher aus einem im verformbaren Zustand in. einem Formwerkzeug unter Druck geweiteten und gefüllten Formling hergestellt ist, wonach eine segmentäre, in eine Offen- oder eine Schließstellung bewegbare Kopfform mit Quetschkanten in ihrer Schließstellung den oberen Behälter ab schnitt zu einem Kopf formt und den Behälter luftdicht verschließt, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Druckfüllvorgang und dem luftdichten Versehließen des Behälters (11) in diesem durch zusätzliches Eindrücken eines Druckmittels , zum Beispiel Luft, Kohlensäure und dergleichen, ein vorbestimmter Überdruck erzeugt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

nach dem Druckfüll vor gang der noch in der eigenen Wärme^ befindliche obere Abschnitt des Behälters (11) im Bereich der vorerst mindestens teilweise noch offenen Quetschkanten (12c, 12d) der Kopfform (12) bis auf einen Einlaßkanal (lla) zusammengeklemmt wird, worauf durch diesen Kanal hindurch das Druckmittel in den Behälter eingedrückt und danach der Behälter durch völliges Schließen der Kopfform verschlossen wird.

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3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb der Kopfform (12) mindestens zwei gegeneinander in eine Klemmstellung bewegbare Klemmbacken (14, 15) angeordnet sind, die in der Klemmstellung aneinanderliegende KLemmkanten (14b, 15 b) mit mindestens einem zu deren Längsebene senkrecht ausgeschnittenen Durchgangsloch (14d, 15d) aufweisen und gegenüber den Kopfform-Segmenten (12a, 12b) derart bewegbar sind, daß sie ihre KLemm stellung zeitlich eher erreichen als die Quetsphkanten (12c, I2d) der Kopfform ihre Verschließ Stellung. ....

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die' Klemmbacken (14,, 15) in bzw. auf den Segmenten (12a, 12b) der Kopfform mit gegeneinander bewegbaren Klemmkanten (14b, 15b) gelagert sind und jeweils von Federn (16) nachgiebig in einer Lage gehalten werden , in der die Klemmkanten in Richtung zur senkrechten Mittelebene (M) der Kopfform (12) über den Quetschkanten (12c, 12d) überstehen.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Antriebsvorrichtung (19, 20, 21, 23 bis 26) die Kopfform (12) in mindestens zwei Schritten aus der Offenstellung in die Verschließstellung bewegt, deren erster Bewegungsschritt nach einem teilweisen Schließen der Kopfform und im Zeitpunkt des Zusammentreffens der Klemmkanten (14b, 15b) durch einen Anschlag (19, 20) in der Antriebsvorrichtung begrenzt wird, welcher beim Antrieb des zweiten, zum völligen Verschließen der Kopfform dienenden.Bewegungsschrittes unwirksam bleibt. ·

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6. Vorrichtung nach Anspruch 5, mit pneumatischem oder hydraulischem Antrieb, dadurch gekennzeichnet, daß für den schrittweisen Bewegungsantrieb der Kopfform mindestens ein an sich bekannter Druckzylinder mit zwei, in mehrere Stellungen bringbaren Kolben (20, 21) angeordnet ist, deren den ersten Bewegungsschritt antreibender Kolben (20) an einem feststehenden Teil (22) der Vorrichtung in Richtung der Verschließbewegung der Kopfform einstellbar ist.

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