DE19915254A1 - Vorrichtung zum Einformen von Behältern in eine thermoverformbare Folienbahn - Google Patents
Vorrichtung zum Einformen von Behältern in eine thermoverformbare FolienbahnInfo
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Abstract
Eine Vorrichtung (10) zum Einformen von Behältern (6; 6a; 6b) in eine thermoverformbare Folienbahn (2) weist eine die Folienbahn (2) erwärmende Heizeinrichtung (12, 13) und eine daran anschließende Formeinrichtung (14) auf. Die Formeinrichtung (14) hat ein Oberteil (21) und ein Unterteil (22). Mittels Formstempeln (23) und im Unterteil (22) ausgebildeter Ausnehmungen (24) werden die Behälter (6; 6a; 6b) in die Folienbahn (2) eingeformt. Um bei unkonventionell gestalteten Behältern (6; 6a; 6b) eine gleichmäßige Wanddickenverteilung erzielen zu können wird vorgeschlagen, daß die Formeinrichtung (14) eine Heizeinrichtung (28) zumindest für die Bereiche (26, 27) der ersten Ausnehmungen (24) aufweist, die mit der Folienbahn (2) beim Formprozeß zuerst in Kontakt gelangen. Bevorzugt schließt sich an die Formeinrichtung eine Kühleinrichtung (15) für die zuvor eingeformten Behälter (6; 6a; 6b) an.
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einformen von
Behältern in eine thermoverformbare Folienbahn nach dem
Oberbegriff des Anspruchs 1. Bekannte Vorrichtungen dieser
Art weisen eine Formstation auf, in der die gewünschten
Behälter mittels Vorstreck- oder Formstempeln,
gegebenenfalls mit zusätzlicher Unterstützung durch
Druckluft oder Vakuum, in eine zuvor erwärmte
Bodenfolienbahn eingeformt werden. Um eine möglichst hohe
Ausbringung zu ermöglichen, sind die bekannten Formstationen
teilweise kühlbar ausgebildet, damit die zuvor eingeformten
Behälter möglichst rasch erstarren und formstabil werden um
sie somit aus der Formstation zu einer nachgeschalteten
Fülleinrichtung für die Behälter weiterbefördern zu können.
Mit den bekannten Vorrichtungen sind bei konventionell
gestalteten Behältern befriedigende Wanddickenverteilungen
in den Behältern erzielbar. Problematisch sind jedoch
Behälterformen, bei denen ein Teil der Bodenfolienbahn beim
Einformen in der Formstation zuerst mit den im Verhältnis
zur erwärmten Bodenfolienbahn relativ kalten Bereichen der
Formstation in Kontakt kommt, um anschließend selbst oder
aber benachbarte Bereiche der Bodenfolienbahn relativ stark
verformt zu werden. In diesem Fall ergeben sich durch das
örtliche Abkühlen der Bodenfolienbahn während des Einformens
und das damit verbundene eingeschränkte Streckfähigkeit der
Bodenfolienbahn in diesem Bereich unbefriedigende
Wanddickenverteilungen an den fertig hergestellten
Behältern.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Einformen von Behältern
in eine thermoverformbare Folienbahn mit den kennzeichnenden
Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß
auch bei von der Form unkonventionell gestalteten Behältern
gleichmäßige Wanddickenverteilungen an den fertig geformten
Behältern erzielbar sind. Dies wird bei der
erfindungsgemäßen Vorrichtung dadurch erreicht, daß beim
Einformen der Behälter in der Formstation keine örtlich
erkalteten oder sogar erstarrten Bereiche in der
Bodenfolienbahn erzeugt werden, indem zumindest die zuerst
mit der Bodenfolienbahn in Kontakt kommenden Bereiche der
Formstation beheizt sind.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen der
erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Einformen von Behältern in
eine thermoverformbare Folienbahn ergeben sich aus den
Unteransprüchen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
dargestellt und wird nachfolgend näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung in einer
vereinfachten Seitenansicht,
Fig. 2 bis 4 Längsschnitte durch eine Formstation während
verschiedener Betriebsphasen,
Fig. 5 bis 7 Längsschnitte durch eine Kühleinrichtung
während verschiedener Betriebsphasen,
Fig. 8 und 9 das Ausstanzen eines Behälters in einer
Prinzipdarstellung und
Fig. 10 bis 13 das Ausstanzen von modifizierten
Behältern.
Die in der Fig. 1 dargestellte Vorrichtung 10 zum
Herstellen von Becherpackungen 1 hat eine Einrichtung 11 zum
taktweise Zuführen und Fördern einer thermoverformbaren, aus
Kunststoff bestehenden Bodenfolienbahn 2. An die Einrichtung
11 schließen sich in Bodenfolienlaufrichtung betrachtet zwei
oder mehrere, mit jeweils zwei Heizplatten ausgestattete
Heizeinrichtungen 12, 13 für die Bodenfolienbahn 2, eine
Formeinrichtung 14, eine Kühleinrichtung 15, eine
Fülleinrichtung 17, eine Siegeleinrichtung 18 zum Aufsiegeln
einer als Rolle 4 bevorrateten Deckfolienbahn 5 auf die
Bodenfolienbahn 2 sowie eine Trenneinrichtung 19 an. Die
Heizeinrichtungen 12, 13, die Fülleinrichtung 17, die
Siegeleinrichtung 18 und die Trenneinrichtung 19 sind von
üblicher Bauart und werden daher nicht näher beschrieben.
Erfindungswesentlich ist die Ausbildung der Formeinrichtung
14 und der Kühleinrichtung 15, die im Ausführungsbeispiel
jeweils zum gleichzeitigen Ausbilden von wenigstens zwei in
Bodenfolienlaufrichtung hintereinander angeordneter Becher 6
dienen.
Die Formeinrichtung 14 weist ein Oberteil 21 und ein
Unterteil 22 auf, die beide gegeneinander verfahrbar sind.
Im Oberteil 21 sind zusätzlich auf- und abbewegliche
Vorstreckstempel 23 sowie nicht dargestellte Druckluftdüsen
zum vollständigen Ausformen der Behälter 6 integriert. Das
Unterteil 22 weist für jeden Becher 6 eine der Form des
Bechers 6 entsprechende Ausnehmung 24 auf. Der
rotationssymmetrisch ausgebildete Becher 6 weist im
Ausführungsbeispiel einen erhöhten Mittelbereich 7 auf.
Dieser Mittelbereich 7 wird mittels einer in der Ausnehmung
24 ausgebildeten Erhebung 26 ausgeformt, die eine umlaufende
obere Kante 27 aufweist. Zumindest das Unterteil 22 der
Formeinrichtung 14 ist im Bereich der Erhebung und speziell
im Bereich der oberen Kante 27 beheizbar ausgebildet, wobei
wesentlich ist, daß die Beheizung der. Formeinrichtung 14
zumindest in dem Bereich innerhalb der Ausnehmung 24
erfolgt, in dem die Bodenfolienbahn 2 beim Einformen der
Becher 6 zuerst mit dem Unterteil 22 in Kontakt gerät, im
dargestellten Ausführungsbeispiel daher im Bereich der Kante
27. Im Ausführungsbeispiel ist jedoch das gesamte Unterteil
22 mittels elektrischen Heizdrähten 28 beheizbar.
Vorteilhafterweise sind auch die Vorstreckstempel 23 bzw.
das Oberteil 21 beheizbar ausgebildet (nicht dargestellt),
so daß die Bauteile der Formeinrichtung 14 aufgrund ihrer
Beheizung eine Temperatur von ca. 50 bis 70°C aufweisen. Die
Temperatur und die Ausbildung und Anordnung der Beheizung
der Formeinrichtung 14 muß der Gestalt der jeweils zu
formenden Becher 6 angepaßt werden.
Die der beheizbaren Formeinrichtung 14 unmittelbar
nachgeschaltete Kühleinrichtung 15 weist ebenfalls ein
Unterteil 29 sowie ein Oberteil 31 auf, die beide
gegeneinander verfahrbar sind. Das Unterteil 29 hat
Ausnehmungen 32, die der Außenkontur der Becher 6
entsprechen. In jeder Ausnehmung 32 können optional
Bohrungen 33 münden, die mit einer nicht dargestellten
Unterdruckquelle verbunden sind. Das Oberteil 31 weist eine
der Innenform der Becher 6 angepaßte Gestalt auf. Im
Oberteil 31 sind weiterhin nicht dargestellte Druckluftdüsen
angeordnet, die mit Druckluft, die vorzugsweise eine
Temperatur von 15 bis 20°C aufweist, durchströmt werden.
Die oben beschriebene Vorrichtung 10 arbeitet wie folgt:
Nach dem Erwärmen der Bodenfolienbahn 2 auf eine Verformungstemperatur mittels der Heizeinrichtungen 12, 13 gelangt die Bodenfolienbahn 2 bei voneinander beabstandetem Oberteil 21 und Unterteil 22 in den Bereich der Formeinrichtung 14 (Fig. 2). Anschließend werden das Oberteil 21 und das Unterteil 22 gegeneinander und gegen die Bodenfolienbahn 2 verfahren, wobei die Vorstreckstempel 23 anschließend zusätzlich abgesenkt werden und die Bodenfolienbahn 2 in die Ausnehmung 24 eindrücken. Wie aus der Fig. 3 ersichtlich ist, berührt die Bodenfolienbahn 2 die Ausnehmung 24 zuerst im Bereich der Kante 27. Infolge der Beheizung der Formeinrichtung 14 kommt es dabei nicht zu einer plötzlichen Abkühlung bzw. zu einem Erstarren der Bodenfolienbahn 2 im Bereich der Kante 27 und der Erhebung 26. Das vollständige Ausformen der Becher 6 im Unterteil 22 erfolgt mittels Druckluft 8 (Fig. 4).
Nach dem Erwärmen der Bodenfolienbahn 2 auf eine Verformungstemperatur mittels der Heizeinrichtungen 12, 13 gelangt die Bodenfolienbahn 2 bei voneinander beabstandetem Oberteil 21 und Unterteil 22 in den Bereich der Formeinrichtung 14 (Fig. 2). Anschließend werden das Oberteil 21 und das Unterteil 22 gegeneinander und gegen die Bodenfolienbahn 2 verfahren, wobei die Vorstreckstempel 23 anschließend zusätzlich abgesenkt werden und die Bodenfolienbahn 2 in die Ausnehmung 24 eindrücken. Wie aus der Fig. 3 ersichtlich ist, berührt die Bodenfolienbahn 2 die Ausnehmung 24 zuerst im Bereich der Kante 27. Infolge der Beheizung der Formeinrichtung 14 kommt es dabei nicht zu einer plötzlichen Abkühlung bzw. zu einem Erstarren der Bodenfolienbahn 2 im Bereich der Kante 27 und der Erhebung 26. Das vollständige Ausformen der Becher 6 im Unterteil 22 erfolgt mittels Druckluft 8 (Fig. 4).
Dadurch, daß im Bereich der Kante 27 und der Erhebung 26
keine örtlich abgekühlten oder gar erstarrten Bereiche in
der Bodenfolienbahn 2 erzeugt werden, ist das
Streckverhalten der Bodenfolienbahn 2 während des Ausformens
in ihren gesamten Bereich gewährleistet, was eine
gleichmäßige Wanddickenverteilung in dem fertig geformten
Behälter 6 begünstigt.
Selbstverständlich ist es auch denkbar, das vollständige
Ausformen der Becher 6 im Unterteil 22 nicht mittels
Druckluft 8, sondern mittels Vakuum vorzunehmen, wozu im
Unterteil 22 im Bereich der Ausnehmung 24 Vakuumbohrungen
ausgebildet sein müßten.
Nach dem vollständigen Ausformen der Becher 6 werden das
Unterteil 22 und das Oberteil 21 wieder in ihre
ursprüngliche, voneinander beabstandete Endlage verfahren.
Sobald die Behälter 6 eine zum Weitertransport ausreichend
erniedrigte Temperatur bzw. erforderliche Stabilität
aufweisen, gelangen die ausgeformten Becher 6 beim
nachfolgenden Transporttakt in den Bereich der
Kühleinrichtung 15, wobei sich das Oberteil 31 in seiner
angehobenen, und das Unterteil 29 in seiner abgesenkten
Endlage befinden (Fig. 5). Danach werden das Oberteil 31
und das Unterteil 29 der Kühleinrichtung 15 gegeneinander
verfahren, wobei die Becher 6 mittels des an den Bohrungen
33 anliegenden Unterdrucks in Kontakt mit den Ausnehmungen
32 gelangen. Weiterhin verbleibt zwischen der Innenseite der
Becher 6 und dem zugewandten Oberteil 31 der Kühleinrichtung
15 ein Spalt, durch den Druckluft 9 die Innenseite der
Becher 6 kühlen kann (Fig. 6).
Wenn die Becher 6 für die nachfolgenden Bearbeitungsschritte
ausreichend abgekühlt bzw. erstarrt sind, werden das
Unterteil 29 und das Oberteil 31 wieder in ihre voneinander
beabstandete Ausgangslage zurückverfahren (Fig. 7), so daß
die Becher 6 beim nachfolgenden Transportschritt in den
Bereich der Fülleinrichtung 17 gelangen. Dort werden die
Becher 6 wie üblich mit einem Füllgut, z. B. mit Joghurt
befüllt. Auf der nachfolgenden Siegeleinrichtung 18 wird die
Deckfolienbahn 5 auf die Bodenfolienbahn 2 aufgesiegelt und
beim nächsten Transportschritt werden jeweils zwei
Becherpackungen 1 mittels der Trenneinrichtung 19
abgetrennt.
Ergänzend wird erwähnt, daß auf die Kühleinrichtung 15
verzichtet werden kann, wenn die Becher 6 nach dem Ausformen
in der Formeinrichtung 14 durch die Umgebungsluft oder
geeignete Druckluftdüsen für die nachfolgenden
Bearbeitungsschritte genügend abgekühlt werden. In diesem
Fall dürfte jedoch die Leistung der Vorrichtung 10 relativ
niedrig sein.
Eine relativ hohe Leistung bzw. Ausbringung der Vorrichtung
10 ist hingegen erzielbar, wenn die Bodenfolienbahn 2
zwischen der Formeinrichtung 14 und der Kühleinrichtung 15
ohne Zugspannungen gefördert werden kann. Dazu ist ggf. eine
angepasste Fördereinrichtung erforderlich, die die
Bodenfolienbahn 2 zum Beispiel mittels mehrerer in
Bodenfolienbahnlaufrichtung hintereinander angeordneter
Zangen fördert. In diesem Fall kann auf eine Warte- und
Abkühlzeit nach dem Ausformen der Becher 6 in der
Formeinrichtung 14 verzichtet werden.
Bei der in der Fig. 1 dargestellten Vorrichtung 10 werden
jeweils zwei Becherpackungen 1 gleichzeitig mittels der
Trenneinrichtung 19 vom Folienstrang abgetrennt.
Selbstverständlich können mittels einer entsprechend
geänderten Trenneinrichtung auch einzelne Becherpackungen 1
entsprechend Fig. 8 abgetrennt werden.
Bisher wurde davon ausgegangen, daß die Becher 6 nach dem
Ausformen in der Fülleinrichtung 17 mit einem Füllgut
befüllt und anschließend mit der Deckfolienbahn 5
verschlossen und zuletzt Becherpackungen 1 von dem
Folienstrang abgetrennt werden. Es ist jedoch auch denkbar,
die Becher 6 nach dem Ausformen nicht mit einem Füllgut zu
befüllen, sondern anschließend gleich von dem
Bodenfolienstrang abzutrennen. Dies ist zum Beispiel
sinnvoll, wenn die Becher 6 gar nicht mit einem Füllgut
befüllt werden müssen, sondern einem anderen Zweck dienen.
So ist in der Fig. 9 ein Becher 6a dargestellt, dessen
Stanzkontur 35 in der umlaufenden Wand 36 verläuft.
Die Fig. 10 und 11 zeigen hingegen den Fall, bei dem ein
Becher 6b mit einem heruntergezogenen Kragen 37 ausgebildet
werden kann. Der Becher 6b entsteht durch Ausstanzen aus der
Bodenfolienbahn 2 im Bereich der Becherwand 36. Nach dem
Vereinzeln und Umdrehen des Bechers 6b kann durch Zuführen
in weitere Bearbeitungsstationen der Innenraum 38 des
Bechers 6b befüllt und zuletzt versiegelt werden. Der
gleiche Becher 6b läßt sich jedoch gemäß der Fig. 12 und
13 besser dadurch erzeugen, daß die Unterteile 22, 29 und
die Oberteile 21, 31 der Formeinrichtung 14 und der
Kühleinrichtung 15 umgekehrt bzw. vertauscht angeordnet
werden. In diesem Fall können die Becher 6b noch in der
Vorrichtung mit einem Füllgut befüllt und versiegelt werden.
Claims (5)
1. Vorrichtung (10) zum Einformen von Behältern (6; 6a; 6b)
in eine thermoverformbare Folienbahn (2), mit einer die
Folienbahn (2) erwärmenden Heizeinrichtung (12, 13), an die
sich eine Formstation (14) anschließt, die erste
Ausnehmungen (24) zum Ausbilden der Behälter (6; 6a; 6b)
mittels Formstempeln (23) bzw. Druckluft (8) oder Vakuum
aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Formstation (14)
eine Heizeinrichtung (28) zumindest für die Bereiche (26,
27) der ersten Ausnehmungen (24) aufweist, die mit der
Folienbahn (2) beim Formprozeß zuerst in Kontakt gelangen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Formstation (14) ein Oberteil (21) und ein die ersten
Ausnehmungen (24) aufweisendes Unterteil (22) aufweist und
daß zumindest das gesamte Unterteil (22) beheizbar ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß sich an die Formstation (14) eine
Kühleinrichtung (15) für die zuvor in der Formstation (14)
eingeformten Behälter (6; 6a; 6b) anschließt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
die Kühleinrichtung (15) ein Oberteil (31) und ein Unterteil
(29) aufweist, die beide' gegeneinander verfahrbar sind und
daß die Behälter (6; 6a; 6b) zumindest teilweise vom Ober- (31)
bzw. Unterteil (29) formschlüssig aufnehmbar sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
das Unterteil (29) die Behälter (6; 6a; 6b) formschlüssig
aufnehmende zweite Ausnehmungen (32) aufweist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE1999115254 DE19915254A1 (de) | 1999-04-03 | 1999-04-03 | Vorrichtung zum Einformen von Behältern in eine thermoverformbare Folienbahn |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE1999115254 DE19915254A1 (de) | 1999-04-03 | 1999-04-03 | Vorrichtung zum Einformen von Behältern in eine thermoverformbare Folienbahn |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19915254A1 true DE19915254A1 (de) | 2000-10-05 |
Family
ID=7903507
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE1999115254 Withdrawn DE19915254A1 (de) | 1999-04-03 | 1999-04-03 | Vorrichtung zum Einformen von Behältern in eine thermoverformbare Folienbahn |
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