DE2063402C3 - Verfahren, Vorrichtung und Folie zum Herstellen von einseitig offenen Behältern aus thermoplastischer Kunststorfolie - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstelti von einseitig offenen Behältern aus thermoastischer Kunststoffolie, bei dem ein auf seine erformungstemperatur erwärmter Folienabschnitt η Rand festgehalten und durch Blas- und Vakuumformen, gegebenenfalls mit mechanischem Vorrecken, zu einem Behälter verformt wird und der esen umgebende Folienring am Umfang eingespannt id vom Behälter unabhängig verformt wird, eine orrichtung zur Durchführung des Verfahiens und ne Folie für das Verfahren.

Aus den US-Patentschriften 27 36065 und 3091946 sind derartige Verfahren bekanntgeworden, bei denen die Folie mit einem inneren Bereich auf 'einem vorstehenden Rand der Form aufliegt, so daß ein im Seitenwandbereich teilweise doppelwandiger Behälter herstellbar ist

Es sind Behälter bekannt, die zur Aufnahme von Waren dienen, während ein aus sehr dünnwandigem Material bestehender Verschlußteü als Verschluß

ίο zusammengedreht oder zusammengelegt werden kann. Diese auch als Köcher bezeichneten Behälter bestehen normalerweise aus einem Mantel, der aus einer Zellglasfolie in Form eines Kegelstumpfes zusammengelegt und verklebt ist, einem gesonderten

eingesetzten und verklebten Boden und einem ge-5»nderten Verschlußteil aus sehr dünnem Zellglas. Die Herstellung eires solchen Behälters ist außerordentlich umständlich, da insgesamt drei Teile gesondert hergestellt, durch Kleben in die erwünschte

ao Kegelstumpffonn gebracht und dann miteinander verklebt werden müssen. Die längs der Mantellinien verlaufenden Nähte und die Klebung des Bodens sind stets die kritischen Punkte, an denen der Behälter beschädigt wird. Die Nähte können auch auf-

»5 reißen und sind selten dicht

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, mit denen ein Behälter der erwähnten Art in einem Arbeitsgang herstellbar ist, und bei dem der Behälter mit seinem Boden und Verschlußteil einstückig ist.

Gemäß der Erfindung wird ein Verfahren der eingangs bezeichneten Art vorgeschlagen, bei dem zum Herstellen von mit ihrer öffnung benachbartem dünnwandigem Verschlußteil der Folienring, der den zum Behälter zu verformenden Folienteil umgibt, vor der Behälterverformung an seinem Innenrand eingeklemmt und gestreckt wird.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann der dünnwandige Verschlußteü durch Blas- oder Vakuumverformen nachgeformt werden. Eine bevorzugt ffir das Verfahren verwendete Folie kann so vorbereitet sein, daß die Ringbereiche und Behälterbereiche verschiedene Farben haben. Damit ist eine unterschiedliche Farbgebung bzw. Transparenz der einzelnen Bereiche einfach zu bewerkstelligen.

Es wird ferner eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens vorgeschlagen, die einen Spannrahmen für den Außenrand des den Behälterbereich umgebenden Ringbereiches der Folie, eine Negativform für den Behälterteil und Einrichtungen zum Blas- bzw. Vakuumverformen und zum mechanischen Vorstrecken der Folie besitzt. Bei dieser ist gemäß der Erfindung ein entsprechend dem Rand der Negativform ausgebildeter Hilfsrahmen dieser gegenüber und gegen ihren Rand andrückbar angeordnet.

Vorzugsweise kann der Hilfsrahmen geringfügig

in die Negativform hineinragen und mit einer an seinem Umfang liegenden Anlagefläche mit dei Innenseite der öffnung der Negativform zusammenwirken. Ferner kann vorteilhaft an den Spannrahmen eine Formfläche für das Nachformen des Verschlußteiles angeschlossen sein. Dabei kann bei einei weiteren bevorzugten Ausführungsform zum Nachformen durch Blasen an den Hilfsrahmen eine ml· dem oberen Teil des Spannrahmens zusammenwir kende umlaufende Dichtschulter angeordnet sein.

Der Behälter kann zwischen dem Behälterteil um dem Verschlußteü einen Ringbereich größerer Mate

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rialstärke besitzen. An den freien Rand des Ver- rungsform jedoch ein nach außftn gerichteter Ring 18 Schlußteiles kann sich em verstärkter, seitlich ab- aus stärkerem Material an. Dieser erleichtert das Zustehender Ring anschließen. Dieser Ring entsteht sammendrehen des Verschlußteils, da man an dem beim Herstellen des Behälters nach dem eingangs er- Ring gut mit der Hand bzw. einer Verschließmaschine wähnten Verfahren automatisch. Es ist der Rand- 5 anfassen kann. Der Ring 18 entsteht, wie im folgenbereich des Folienabschnittes, der in dem Spann- den noch beschrieben wird, bei der Herstellung des rahmen eingespannt war. Behälters gemäß dem Verfahren nach der Erfindung

Es wird also in ejnem einzigen Arbeitsgang ein ohnehin, so daß lediglich auf ein Abstanzen des Raneinstückiger Behälter hergestellt, der bei geringem des verzichtet zu werfen braucht.
Materialverbrauch außerordentlich stabil ist und ein io Wie insbesondere aus Fig. 3 zu erkennen ist, sind gefälliges Aussehen hat Die Wandstärkenverteilung die Wandstärken des in allen seinen Teilen einstückikann optimal vorgenommen werden, so daß trotz gen Behälters unterschiedlich und den jeweiligen Ereiner Herstellung durch Blas- oder Vakuumverfor- fordernissen angepaßt Bei dem dargestellten Behälmung, bei der eine richtige Wandstärkenaufteilung ter wird beispielsweise eine transparente tiefziehstets schwierig ist, die hochbeanspruchten Stellen 15 fähige Kunststoffolie von 600 μπι Dicke als Ausgangseine erhöhte Wandstärke aufweisen können. Das material verwendet, so daß der Rand 18 ebenfalls sind insbesondere der Boden, der obere Rand des diese Stärke hat Der Verschlußteil 13 hat eine Stance Behüters (Verbindung zwischen Behälter und Ver- von 50 μηι, der anschließende Ringbereich 16 schlußteil) und eventuell der obere RarJ des Ver- 300 \im, der Mantel 15 200 μηα und der Boden 250 schlußteils. Im leeren Zustand ist der Behälter stapel- *> bis 300 μπι. Bei geringstem Materialverbrauch kann bar, und die Verpackung von Waren wird erheblich somit ein Behälter mit Verschlußteil geschaffen wervereinfacht, da nur ein Teil für den gesamten Be- den, der eine ausreichende Festigkeit hat und sich halter einschließlich Verschluß zugeführt werden insbesondere wegen des mittleren verstärkten Ringmuß. Der Verschlußteil bildet eine Art Trichter, bereichs leicht, handhaben läßt. Für den Behälter durch den die zu verpackenden Waren leicht in den 25 sind außer der dargestellten Form zahlreiche andere Behälter eingeführt werden können, und der Ver- Formen möglich, es ist lediglich darauf zu achten, schluß kann automatisch durch Verdrehen des Ver- daß der Behälter gut entformbar sein sollte, was schlußteils und/oder durch einen handelsüblichen jedoch bei geringeren Wandstärken ohnehin meist der Clip vorgenommen werden. Ein weiterer Vorteil ist Fall ist.

es, daß der Verschlußteil unverlierbar ist, so daß 30 In den F i g. 4 bis 7 ist eine bevorzugte Vorrich-

zusammen mit einer leichten Verschließbarkeit der tung zur Herstellung eines Behälters in vier Verfah-

Behälter auch im Gebrauch Vorteile aufweist rensstufen dargestellt. Die Vorrichtung besitzt einen

Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind Spannrahmen 20, der aus einem oberen Teil 21 und

in den Zeichnungen dargestellt und werden im fol- einem unteren Teil 22 besteht. Die beiden Teile 21,

genden näher erläutert Es zeigt 35 22 des Spannrahmens sind aufeinander zu und von-

F i g. 1 eine Ansicht eines mit dem Verfahren und einander weg bewegbar und erfassen den Rand-

der Vorrichtung nach der Erfindung herstellbaren bereich 23 einer Folie 24. Der Spannrahmen 20 hält

Behälters, also den später zum Ring 18 werdenden Rand-

F i g. 2 eine Ansicht einer weiteren Ausführungs- bereich 23 der Folie 24 fest eingespannt. In F i g. 4

form eines solchen Behälters, 40 unterhalb der Folie 24 ist eine Negativform 25 ange-

F i g. 3 einen schematischen Schnitt durch einen ordnet, die von einer nicht dargestellten hydrauli-

Behälter, sehen oder pneumatischen Betätigungsvorrichtung

F i g 4 eine schematische Schnittdarstellung einer über einen Stempel 26' längs der Mittelachse 27 der

Vorrichtung zur Herstellung eines Behälters, Vorrichtung verschiebbar ist. Die Negativform 25

F i g. 5 bis 7 die Vorrichtung nach F i p. 4 in wei- 45 besitzt einen Formhohlraum 26, der die spätere

teren Arbeitsstellungen, Außenform des Behälters 12 aufweist. In Fig. 4

F i g. 8 eine Einzelheit der Vorrichtung und oberhalb der Folie 24 bzw. des Spannrahmens 20 ist

Fig. 9 eine schematische Schnittdarstellung einer ein Hilfsrahmen 28 angeordnet, der ebenfalls durch

abgeänderten Vorrichtung. nicht dargestellte Betätigungseinrichtungen längs de^r

In F i g. 1 ist ein sogenannter Köcher 11 darge- 50 Achse 27 bewegbar ist Ebenso wie der Formhohlstellt, der einen Behälter 12 und ein atigeformtes raum 26 ist der Hilfsrahmen lediglich an seiner zur Verschlußteil 13 besitzt. Der Behälter hat die Form Folie 24 hinweisenden Seite offen, zur anderen Seite eines leicht konischen Bechers mit einem Boden 14 aber abgedichtete Im Hilfsrahmen liegt ein Vor- und einem Mantelteil 15. Den oberen Abschluß des Streckstempel 29, der mit seiner Betätigungsstange Behälters bildet ein verstärkter Ringbeieich 16, der 55 30 abgedichtet durch den Hilfsrahmen 28 hindurchum den Behälter umläuft. An diesen schließt sich der ragt. Der Vorstreckstempel 29 hat eine Gestalt, die Verschlußteil 13 an, der bei dem dargestellten Bei- der Außenform des Behälters zwar ähnelt, aber ir spiel in Verlängerung des Mantelteils 15 verläuft, den Abmessungen kleiner ist. Der Vorstreckstempe d. h. ebenfalls die Form eines Kegelstumpfes hat. besitzt jedoch keine scharfen Kanten. In dem Vor Der Verschlußteil 13 kann in der dargestellten Weise 60 sti jckstempel befinden sich Blasöffnungen 31, di< zusammengefaßt und mit einem üblichen Clip, Band über die Betätigungsstange 30 an eine Druckluftzu oder biegsamen Streifen 17 zusammengehalten führung 32 angeschlossen sind. Im folgenden wire werden. an Hand der F i g. 4 bis 7 die Arbeitsweise der Vor

In den F i g. 2 und 3 ist eine Ausführungsform richtung beschrieben: Zum Einlegen der Folie 24 is

dargestellt, die in den meisten Einzelheiten mit der- 65 der Spannrahmen 20 geöffnet und der Hilfsrahmei

jenigen nach Fig. 1 übereinstimmt. Diese werden zusammen mit dem Vorstreckstempel hochgefahren

daher nicht nochmals erläutert. An die öffnung des Die auf ihre Verformungstemperatur erwarmti Verschlußteils 13 schließt sich bei dieser Ausfüh- Kunststoffolie wird danach durch Schließen de:

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Spannrahmens 20 in ihrem Randbereich festgesparint, Riingfläche 16 eine nach außen gerichtete Stufe, die

und der Hilfsrahmen 28 wird zusammen mit dem unter Umständen unerwünscht sein kann. Ferner

Vorstreckstempel 29 so weit heruntergefahren, bis können an den dabei entstehenden Knicken während

der untere Rand 33 des Hilfsrahmens im Bereich des Streckens bzw. Blasens unerwünscht hohe Span-

der Öffnung 34 der Negativform auf die Folie 24 5 nungen entstehen, die zu einem Reißen der Folie

aufsitzt und diese festspannt. Diese Stellung ist in führen können. Aus diesem Grunde wird gemäß

F i g. 4 dargestellt. Es ist zu erkennen, daß der Rand einem weiteren Merkmal der Erfindung die in

33 des Hilfsrahmens 28 die Folie längs einer ge- F i g. 8 dargestellte Ausgestaltung des unteren Ran-

schlossenen Linie bzw. einer Ringfläche abdichtend des 33 des Hilfsrahmens vorgeschlagen. Der untere

festspannt, so daß die Folie 24 nunmehr in drei Be- io Rand 33 ist dabei nach außen vorspringend ausgebil-

reiche aufgeteilt ist: den vom Spannrahmen 20 fest- det und besitzt eine Anlagefläche 38, die die Form

gespannten Randbereich 23, einen zwischen Spann- eines sich nach unten verjüngenden Kegelstumpfes

rahmen und Hilfsrahmen bzw. Negativform gebilde- hat. Die Anlagefiäche 38 hat die gleiche Schräge wie

ten Ringbereich 35 und einen im Bereich der Öff- der entsprechende obere Randabschnitt der Negativ-

nung der Negativform liegenden Behälterbereich 36. is form 25, so daß die Folie, wenn sie iertig verformt

Es ist wichtig, daß durch entsprechenden Abstand ist (in Fig. 8 ausgezogen dargestellt), nahezu ohne

der Öffnung der Negativform von dem Innendurch- Absatz durchläuft. Mit strichlierten Linien ist die

messer des Spannrahmens 20 der Ringbereich 35 Folie am Beginn der Verformung angideutet. Es i:>t

eine gewisse Breite hat, da dieser Abstand für die zu erkennen, daß die Ausgestaltung nach Fig. 8 ein

Materialstärke des Verschlußteils 13 mitbestimmend ao außerordentlich ,gutes Festhalten der Folie gerade

ist. dann ermöglicht, wenn es besonders wichtig ist, närri-

Aus Fig. 5 ist zu erkennen, daß als nächster Ar- Hch am Beginn der Verformung. Die leichte Ab-

beitsschritt die drei verschiebbaren Teile der Vorrich- knickung der Folie im Bereich der Anlagefläche 38

tung, die Negativform 25, der Hilfsrahmen 28 und ermöglicht ferneir eine Anpassung der Wandstärke

der Vorstreckstempel 29, gleichzeitig in Fi g. 5 ab- 25 der Ringfläche 1.6 und eine sehr guie Abdichtung

wärts bewegt werden. Dabei laufen die Negativform bzw. Festspannung. Außerdem wird d<;r Hilfsrahmen

25 und der Hilfsrahmen 28 mit gleicher Geschwindig- 28 in der Negativform zentriert. Die Breite der Ring-

keit abwärts und halten zwischen sich eingespannt fläche 16 kann durch Wahl der Breite der Anlage-

die Folie 24, während der Vorstreckstempel etwas fläche 38 variiert werden.

voreilen, d.h. mit größerer Geschwindigkeit laufen 3° In Fig. 9 ist eine Vorrichtung dargestellt, bei der kann. der Verschlußteil 13 durch Blasverformung nach-In F i g. 6 ist das Ende dieser Abwärtsbewegung geformt wird. Dazu ist bei im übrigen gleicher Ausdargestellt. Der Ringbereich 35 wurde dabei stark ge- bildung der Vorrichtung mit dem unteren Teil 22 streckt, so daß er nun einen kegelstumpfförmigen des Spannrahmens 20 ein Formteil 4(1 vereinigt, das Verschlußteil relativ geringer Wandstärke bildet. Da 35 zwischen sich und dem Hilfsrahmen 2,8 einen Forrndie Folie zwischen dem unteren Rand 33 des Hilfs- ringraum 41 bildet. Die Formfläche 42 des Fonnrahmens und dem Bereich der Öffnung der Negativ- teils 40 kann die Form eines Kegelstumpfes haben form einerseits und im Spannrahmen 20 andererseits und in der in F i g. 9 dargestellten Stellung (entfest eingespannt war, ist sichergestellt, daß sich sprechend F i g. 6) eine geradlinige Verbindung zwilediglich der Ringbereich 35 zu dem Verschlußteil 40 sehen dem Innendurchmesser des Spannrahmens und 13 gestreckt hat. Der Behälterbereich 36 der Folie der eingespannten Ringfläche bilden. Er kann jedoch ist durch den Vorstreckstempel 29 vorgeformt wor- auch, falls dieses erwünscht ist, eine andere Gestalt den und hat in etwa die Form eines abgerundeten haben, so daß dann der Verschlußteil eine andere Kegels. Die spätere Ringfläche 16, die zwischen dem Form erhält.

Hiifsrahn;en und der Negativform eingespannt ist, hat 45 Durch diese Maßnahme wird insbesondere versieh dagegen wenig im Durchmesser verändert. In mieden, daß deir Verschlußteil eine nach innen geder in Fig. 6 dargestellten Stellung bleibt die Vor- kehlte Form erhält, die er infolge der Gesetzmäßigrichtung stehen, und es wird die endgültige Formung keiten des Zieh Vorganges anzunehmen geneigt ist. des Behälters 12 durch Blasverformung eingeleitet. Der Verschlußteil wird also nach dem Sirecken eine Dazu wird über den Druckluftanschluß 32 Druckluft 50 Form annehmen, die in F i g. 9 mit der strichlierten durch die Blasöfmungen 31 zugeführt, so daß sich Linie 13' angedeutet ist

die Folie im Behälterbereich 36 an den Formhohl- Wie aus Fig. 9 zu erkennen ist, ist an dem Hiifs-

raum 26 anlegt und die endgültige Form des Behäl- rahmen 28 eine umlaufende Dichtschulter 43 vor-

ters 12 annimmt Die noch in dem Formhohlraum gesehen, die abdichtend auf dem Spannrahmen 20 befindliche Luft kann über Bohrungen 37 entweichen. 55 aufsitzen kann und somit den Formringraum 41 ab-

Der Behälter ist damit fertig geformt Nach einer dichtet Durch Blasöffnungen 44 wild Druckluft in

gewissen Abkühlzeit werden der Vorstreckstempel den Fonnringraiun 41 geblasen, so daß sich der Ver-

29 und der Hilfsrahmen 28 hochgefahren, der Spann- schlußteil 13' an die Formfläche 42 anlegt und deren

rahmen 20 wird geöffnet, und der Behälter kann Form annimmt

entnommen werden. Zum leichteren Entnehmen ist 60 Es sei bemerkt daß es für viele Falle nicht stören

es auch möglich, die Negativform 25, während der wird, wenn der Verschlußtei] die leicht nach innen

Spannrahmen noch geschlossen ist weiter abwärts gekehlte Form !hat so daß häufig auf das Nachfor-

zu fahren und dann den Spannrahmen 20 nach unten men des VerschluBteils verzichtet werden kann,

hin zu öffnen. Es ist zu erkennen, daß im Rahmen dar Erfindunj Bei dem in den F i g. 4 bis 7 schematisch gezeig- 65 zahlreiche Abwandlungen möglich sind. So kanr

ten Ausführungsbeispiel sitzt der Hilfsrahmen 28 beispielsweise statt der beschriebenen Blasverformunj

auf der oberen Fläche der Negativform flach auf. eine Vakuumverformung verwendet werden, wozi

Dadurch bildet sich an dem Behälter im Bereich der nur geringe Änderungen an der Vorrichtung not

wendig sind. An Stelle der Blasöffnungen 31 könnte dann durch die Bohrungen 37 abgesaugt werden, während der Hilfsrahmen 28 nach oben nicht abgedichtet zu werden brauchte, sondern belüftet sein muß. Entsprechend kann bei der Nachformung verfahren werden. Es ist darauf zu achten, daß der Rand 33 des Hilfsrahmens gut ausgerundet ist, damit ein guter und möglichst spannungsfreier Fluß des Materials gewährleistet ist. Nach dem Verfahren und mit der Vorrichtung können zahlreiche Formen von Behältern hergestellt werden, und der Verschlußteil braucht nicht zwingend kegelstumpfförmig zu sein. Durch entsprechende Nachformung kann er auch in andere Formen gebnacht werden. Durch Variation der Form des Vorstreckstempels, der Vorschubgeschwindigkeit und der Größe der Flächen 35 und

36 können die Wandstärken den jeweiligen Verhältnissen angepaßt werden. Es sei noch bemerkt, daß nach dem beschriebenen Formvorgang bei einem Behälter nach Fig. 1 noch der Ring 18 durch einen Stanzvorgang abgeschnitten wird.

Das Verfahren nach der Erfindung ermöglicht es auch, eine unterschiedliche Einfärbung der einzelnen Abschnitte vorzunehmen. Abgesehen davon, daD bei der bevorzugten Verwendung transparenter

ίο KunststofTmaterials ein farbiges Material durch die unterschiedlichen Wandstärken ohnehin verschiedene Farbnuancen annimmt, können auch völlig unterschiedliche Farben für die einzelnen Abschnitte verwendet werden, indem beispielsweise die Folie ir dem Ringbereich 35 anders cingefärbt isl als irr Randbereich und/oder Behälterbereich 36.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen von einseitig offenen Behältern aus thermoplastischer Kunststoffolie, bei dem ein auf seine Verformungstemperatur erwärmter Folienabschnitt am Rand festgehalten und durch Blas-oder Vakuumverformen, gegebenenfalls mit mechanischem Vorstrecken, zu einem Behälter verformt wird und der diesen umgebende Folienring am Umfang eingespannt und vom Behälter unabhängig verformt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zum Herstellen von mit ihrer öffnung benachbartem dünnwandigem Versdilußteil der Folienring, der den zum Behälter zu verformenden Folienteil umgibt, vor der Behälterverformung an seinem Innenrand eingeklemmt und gestreckt wird.

2. Verfahren mach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der dünnwandige Verschlußteil (13) durch Blas- oder Vakuumverformen nachgeformt wird.

3. Folie für das Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringbereiche (35) und Behälterbereiche (36) verschiedene Farben haben.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 oder 2 mit einem Spannrahmen für den Außenrand des den Behälterbereich umgebenden Ringbereiches der Folie, einer Negativform für den Behälterteil und mit Einrichtungen zum Blas- bzw. Vakuumverformen und zum mechanischen Vorstrecken der Folie, dadurch gekennzeichnet, daß ein entsprechend dem Rand der Negativform (25) ausgebildeter Hilfsrahmen (28) dieser gegenüber und gegen ihren Rand andrürkb&r angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfsrahmen (28) geringfügig in die Negativform (25) hineinragt und mit einer an seinem Umfang liegenden Anlagefläche (38) mit der Innenseite der öffnung (34) dei Negativform (25) zusammenwirkt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß dem Spannrahmen (20) eine Formfiäche (42) für das Nachformen des Verschlußteiles angeschlossen ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zum Nachformen durch Blasen an dem Hilfsrahmen (28) eine mit dem oberen Teil (21) des Spannrahmens (20) zusammenwirkende umlaufende Dichtschulter (43) angeordnet ist.