DE2163759A1

DE2163759A1 - Verfahren und Vorrichtung zum An formen eines umlaufenden Wulstes am Rand eines oben offenen Behalters sowie Behalter mit angeformtem Wulst

Info

Publication number: DE2163759A1
Application number: DE19712163759
Authority: DE
Inventors: P Padovani
Original assignee: OMV Officine Meccaniche Veronesi SpA
Current assignee: OMV Officine Meccaniche Veronesi SpA
Priority date: 1971-02-13
Filing date: 1971-12-22
Publication date: 1972-08-31
Also published as: IL38653A0; CH541402A; ATA87972A; IL38653A; GB1386672A; AT344982B; LU64773A1; FR2125275A1; CA964824A; ES398735A1; FR2125275B1; DE2163759B2; DE2163759C3; AU458730B2; NL7201707A; AU3885472A; ZA72468B; BE779280A; US3825166A; BR7200776D0

Description

Verfahren und Vorrichtung «im Anformen eines umlaufenden Wulstes am Rand eines oben offenen Behälters sowie Behalter mit angeforatem Wulst

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Anformen eines umlaufenden Wulstes am Rand eines oben offenen Behüten während der Formung desselben aus einer thermoplastischen Polie.

Es sind aus Folien hergestellte Behälter mit umgebördelten Randern bekannt» wobei diese Rander sur Versteifung des Behalters gegen seitliche Druckbelastungen dienen. Die Dicke dieser uagebordelten Rinder 1st meist gleich der Dioke der zur Herstellung des Behälter· verwendeten Folie. Infolgedessen 1st die Verstärkung des Becherrandes gegen seitliohe Druckbeiartungen nicht sehr groft und die umgebordelten Runder

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brechen oftmals bei Ausübung solcher Belastungen.

Durch die Erfindung soll an einen Behalter, insbesondere einen umgekehrt kegelstumpfförmigen Becher oder dergleichen, , aus thermoplastischem Material ein Randwulst angeformt werden, welcher wesentlich größeren Druckbelastungen Stand halt als die bekannten umgeburdelten Ränder. Diese Aufgabe wird erfindungsgestäß dadurch gelöst, daft während der Formung des Behölt er β ein beide eitiger Druck auf den oberen Randbereich des Behälters ausgeübt wird, daß ein Entweichen des dadurch ausgequetschten thermoplastischen Materials nach oben und in radialer Richtung nach außen zur Bildung einer Verdickung der Folie verhindert wird und daß die Folie am Süßeren Rand der Verdickung unter Dehnung nach unten gezogen und anschließend an dieser Stelle durchschnitten wird.

Durch die Stauung des ausgequetschten Materials am oberen Rand des Behälters wird zunächst im noch plastischen Zustand des Materials eine Verdickung erzeugt, welche anschließend gedehnt und in gedehntem Zustand von der restlichen Folie abgetrennt wird. Durch die inzwischen erfolgte teilweise Abkühlung wurde die Eigenelastizitftt der Verdiokung so groß, daß sie sich zu einem sich nach außen und unten erstreckenden wulst mit vollem Querschnitt zusammenzieht, deejm Dicke größer ist als die Dieke der zur Herstellung verwendeten Folie..'.

Insbesondere ist dieses Verfahren vorteilhaft bei der Herstellung eines Behalters in Form eines umgekehrt kegelstumpfförraigen Bechere mit sohrägen Händen und vorzugsweise konstanter Wanddicke anwendbar; Ein solcher Becher ist wesentlich stabiler und gleichseitig einfacher und billiger herstellbar als die bekannten Becher oder Behalter mit umgebttrdelten Rändern in Form von ebenen oder gekrümmten Fluschen« Durch das Ausquetschen des Materials in die den wulst bildende Verdiokung ist der

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Materialaufwand praktisch nicht größer als bei bekannten Randausbildungen. Die bekannten umgebördelten Ränder werden meist nach dem Herstellen des Behältern selbst angeformt. Dieser zusätzliche Arbeitsgang entfält beim erfindungsgeraäßen Verfahren, da der Wulst unmittelbar während der Herstellung des.Bechers aus der thermoplastischen Folie angeformt werden kann. Es wird zu diesem Zweck lediglich ein einziges Formwerkzeug benötigt, so daß auch die Maschinenkosten gesenkt werden können.

Die nach unten weisende Seite des nach dem Durchschneiden der Folie aus der Verdickung entstandenen Wulstes kann, während sie sich noch in leicht plastischem Zustand befindet, durch ein geeignetes Werkzeug in beliebiger Form angestaucht werden. Durch dies Formgebung kann die Steifheit des Wulstes noch weiter erhöht werden.

Eine zweckmäßige Vorrichtung zur Durchführung «See m?findugjgsgexnäßen Verfahrens ist gemäß einem weiteren Vorsehlag der Erfindung gekennzeichnet durch einen unteren Formteil, welcher an der Außenseite des oberen Wandbereichs des Behälters zur Anlage kommt und gleichzeitig die Matrize des Werkzeugs zur Formung des ganzen Behälters bzw. Bechers bildet, einen in axialer Richtung bezüglich des unteren Formteils verschiebbaren oberen Formteil, welcher an der Innenseite des oberen Wandbereichs des Bechers zur Anlage kommt, wobei der obere Formteil eine den oberen Rand des unteren Formteils überwölbende, nach unten offene Ausnehmung aufweist, ein an der Außenseite des unteren Formteils angeordnetes festes Messer mit einer Schneidkante und ein an der Außenseite des oberen Formteile angeordnetes, in axialer Richtung bewegliches Messer mit einer Schneidkante, wobei die Schneidkante des feststehenden Messers und der äußere Rand des oberen Formteils

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in der es seiet«! aneinander angenäherten Stellung eine Schneidöffnung bilden» deren Höhe größer ist als die Dicke der als Ausgangsmaterial verwendeten Folie.

Die Ausbildung des Behälters selbst kann in an sich bekannter Weise durch Tief liehen der eingespannten Folie in eine Matrizenform und anschließende Anwendung von Ober- oder Unterdruck »ar innigen Anfcrsning der durch warme erweichten Folie an die Matrize erfolgen. Dieser Vorgang hat jedoch mit dem erfindungsgeaaJten Verfahren nur indirekt zu tun und wird daher nicht nther beschrieben.

Zur zweckmäßigen Formgebung des angefersten Wulstes kann vorzugsweise zwischen der Schnidöffnung und dem oberhalb des feststehenden Messers gelegenen» etwa in axialer Richtung verlaufenden Abschnitt der Außenfläche des unteren Formteile ■in der am meisten aneinander angenäherten Stellung des feststehenden Messer· und de· oberen Formteile eine Kassier gebildet sein, deren Abmessung in radialer Richtung größer ist als die Dicke der Folie. Durch diese zweckmäßige Formgebung der Schneidöffnung und der dahinter liegenden Kammer ist es möglich, zunächst ein· Verdickung des zwischen den Formteilen ausgequetschten thermoplastischen Materials zu erzeugen und anschließend diese' Verdiokung innerhalb der Kammer durch Abwartebewegung des beweglichen Messers so lange nach unten zu dehnen, bis die Schneidkanten der beiden Messer die an die Verdickung angrenzende'' restliche Folie abtrennen. Dabei kommt nur die äußere und obere Fische der Vrdickung mit einem Werkzeug in Berührung, wahrend die innere und untere Fliehe der Verdickung infolge des in axialer Richtung verlaufenden Abschnitts der Außenfläche des unteren Formteils mit keinerlei Werkzeugen in Verbindung kommt. Nach dem Abtrennen hat daher die Verdickung durch ihre innere Elastizität das Bestreben, eich innerhalb der mit dem beweglichen Messer in Berührung

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gekommenen Flache möglichst eben au begrenzen, wahrend die ait keinerlei Werkzeug in Berührung gekommenen Flfichenteile eich in einen etwa kreisförmigen Querschnitt zusammenzuziehen versuchen. '

Die endgültige Form dee Wulstes, kann aber je naoh Wunsch in noch plastischem Zustand durch ein geeignetes Stauchwerkzeug erielt werden, .wobei vorzugsweise das feststehende Messer an der Außenseite des unteren Formteile nach dem Durchschneiden der Folie in axialer Richtung verschiebbar ist, wobei seine an die Schneidkante angrenzende Oberseite als Stauchwerkzeug mit beliebiger, für die jeweilige Form des Bechers besonders geeigneter Form ausgebildet ist. Das feststehende Hesser ist bei dieser Aueführungsfarm swar wahrend des Anformens des Wulstes tatsächlich feststehend» kann jedoch ansohliefiend in axialer Richtung verschoben werden.

Zur weiteren Versteifung des Behalter« oder Beoherr*ndes kann gemäß einem weiteren Vorschlag der Erfindung /.die an der Innenseite des oberen Wandbereiche des Bechers zur Anlage kommende Fliehe des oberen Foretells am unteren Ende dieses Wandbereichs nach innen gebogen sein. Dadurch wird auch nach unten etwas Folienmaterial ausgequetscht, so daft sich eine ringförmige Verdiokung am unteren Ende des den Wulst tragenden oberen Wandbereiohs dem Behalters oder Becher· ergibt. Diese Verdiokung tragt ebenfalls zur Versteifung gegen radiale Druokbeanspruohungen bei.

Anhand der Figuren wird die Erfindung naher erläutert. Es zeigen

Figuren 1-6 axiale Teilsohnitte durch die zur Durchführung des erf indungsgemaiten Verfahrene erf order liohen Werkzeugteile wahrend der aufeinanderfolgenden

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Verf ahrenesehritte,

Figur 7 einen Axialsohnitt (linke Hälfte) bzw. eine Seitenansicht (rechte Hälfte) eine· Bechers ait nach den erfindungsgen&ßen Verfahren angefernten Wulst und

Figuren 8-12 vergrößerte Teilechnitte durch die oberen

Wandbereiche von Bechern «us thermoplastischer Folie »it verschiedenen Ausführungeformen des angeformten Wulstes.

Gleiche oder entsprechende Teile sind in allen Figuren mit gleichen Bezugsziffern versehen· Figur 1 zeigt eine Folie aus thermoplastische», beliebig gerichtetem Material, die auf die fflr die Formung eines Behälters erforderliche Temperatur gebracht wurde und anschließend zwischen einen unteren Formteil 22, ein Spannelement 15, einen oberen Formteil If und ein Messer 13 verbracht wird, ohne diese Teile zu berühren. Wie aus den herkömmlichen Verformungsverfahren bekannt ist, dehnt das Spannelement 15 (Figur 2) das Material und bewirkt, daß es, wie bei 18* gezeigt, in Richtung zu dem in der Figur nicht dargestellten Boden des Hohlraums 19 des unteren Formtells 22 dünnwandiger wird. Mit zweckmäßig gewählter Geschwindigkeit wird der obere Formteil 14 in Richtung auf ■ den unteren Forateil 22 abgesenkt, bis er mit seiher konischen Flfiche 17 das Material gegen die konische Wandung des oberen Teils des Hohlraums 19 drückt, (Figur 3). Der von der Fläche ausgeübte Druck bewirkt, daß ein Teil des Materials der Folie über den d>eren Rand 20 des unteren Formteils in Pfeilrichtung hinausfließt, und zwar an der Stelle, wo die ringförmige Ausnehmung 16 vom Formteil I* das Material in den Bereich leitet,

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in dem der Wulst gefconst wird, welcher «wischen dem Rand 20 des Formteile 22 und dem Süßeren Rand 21' des Formteile 1*1 liegt, so daft sich in diesem Bereich «ine Verdickung der Folie ergibt. Gleichseitig bewirkt der obere Formteil mit seiner konischen Fliehe 17 eine Abkühlung des Materials und verhindert, dall es weiter gedehnt wird» wobei die ringförmige Verdickung 18" (Figur 3) entsteht, die eine besondere Versteifung gegen in radialer Richtung einwirkende Beanspruchungen der Seitenwinde des BehSlters darstellt. Es folgt anschliessend das Dehmen und Abschneiden des Randes, was auch noch vor dem Zeitpunkt erfolgen kann, zu dem im Inneren des Hohlraums 19 der Ober- oder Unterdruck, durch den das Anliegen der Folie antler Seitenwand und am Boden der Form bewirkt wird, erzeugt wird. Das Messer 13 mit der Schneidkante 13* übt eine Zugwirkung in Richtung de«Pf«il#e in Figur 4 aus, die durch die Hebe der Schneidöffnung 21 - 21*, die in jedem Fall die Dicke der Folie 18 Obertrifft, ermöglicht wird.

Wie aus Figur H su ersehen ist, kommt die Innenfläche 2% der Verdikung, die splter die Innenseite des Wulstes bildet, nicht mit Metallteilen in Berührung* Indem das Messer 13 seine Bewegung fortsetzt, bewirkt es susaamen mit dem eine Schneidkante 21 aufweisenden festen Messer 22* die Trennung des Behälters von der übrigen Folie, und der untere Teil der Verdickung (Figur 5), der keiner Dehnwirkung mehr ausgesetzt ist, bewegt sich nach oben, so daß sich die Verdickung sur Bildung des gewünschten Wulst·· susasmnsmht.

Es ist su beachten, daft di· Aufta-nfllehe 23 der Verdickung, die, wenn auch nur für sehr kurse Zeit, mit dem Messer 13 in Berührung gekommen 1st, bestrebt 1st, ein geradliniges Profil beizubehalten, wahrend die Innenfläche 24, die nicht mit den Metallteilen in Berührung gekommen ist, dem Material die Möglichkeit gibt, sich ungehindert zusammenzuziehen. Das Material

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neigt daher zur Wulstbildung, nimmt an der Innenfläche des Wulstes eine gekrümmte Form an und übt gleichzeitig eine Zugwirkung auf den Bereich des unteren Scheitels des Wulstes aus. '

Sobald das Spannelement 15, der obere Formteil IH und das Messer 13 wieder angehoben worden sind, kann der Behälter aus der Form ausgeworfen werden.

Zum besseren Verständnis der Figuren 1 bis 6 zeigt Figur 7 einen fertigen Behälter in Form eines Bechers mit der Seitenwand 26, einer Rippung 27 zur Versteifung des Sockels und besonderen Rillen 2S zur Verstärkung seines Oberteils, der nach oben eine vorbestimmte Abschrägung und einen Wulst mit vollem Querschnitt aufweist, die im wesentlichen mit den entsprechenden Teilen in Figur 6 identisch sind. Der von dem Kreis P umschriebene Ausschnitt ist in den Figuren 8 bis in verschiedenen Ausfflhrungsformen wiedergegeben, wobei die Ausbildung der Ränder 28, 29, 30, 31, -32 offensichtlich unmittelbar von der jeweiligen Form des als Stauchwerkzeug verwendbaren Messers 22*/, woBei die verschiedenen Formen in der Abbildung nicht gezeigt, aber dem Fachmann geläufig sind, da sie leicht von der endgültigen Form dee Wulstes ableitbar sind.

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Claims

- 9 Patentansprüche

ί~Ί. Verfahren zum Anformen eines umlaufenden Wulstes am Rand eines "~—^ oben offenen Behalters während der Formung desselben aus einer thermoplastischen Folie, dadurch gekennzeichnet, daß ein beidseitiger Druck auf den oberen Wandbereich des Behälters ausgeübt wird, daß ein Entweichen des dadurch ausgequetschten thermoplastischen Materials nach oben und in radialer Richtung nach außen zur Bildung einer Verdickung der Folie der veriindert wird und daß die Folie am Süßeren Rand der Verdickung unter Dehnung nach, unten gezogen und anschließend an dieser Stelle durchschnitten wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterseite des nach dem Durchschneiden der Folie aus der Verdickung entstandenen Wulstes angestaucht wird.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrene nach Anspruch 1. oder 2, gekennzeichnet durch einen unteren Formteil (22), welcher an der Außenseite des oberen Wandbereiche des Behälters zur Anlage kommt., einen in axialer Richtung bezüglich des unteren Formteils verschiebbaren oberen Formteil < IM·), welcher an der Innenseite des oberen Wandbereichs des Bechers zur Anlage kommt, wobei der obere Formteil (IM) eine den oberen Rand (20) des unteren Famteils (22) überwölbende, nach unten offene Ausnehmung (16) aufweist, ein an der Außenseite des unteren Formteils angeordnetes festes Messer (22*) mit einer Schneidkante (21) und ein an der Außenseite des oberen Formteils angeordnetes, in axialer Richtung bewegliches Messet· (13) mit einer Schneidkante (13'), wobei dfe Schneidkante (21) des feststehenden Messers (22¹) und der äußere Rand (21') des oberen Formteils (IH)- in der ain meisten aneinander» angenäherten Stellung eine Schneidöffnung bilden, deren Höhe größer ist als die Dicke der* Folie (18).

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- 10 PAD OfUGfNAL

- ίο -

U. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Schneidöffnung (21, 21') und dem oberhalb des feststellenden Messers (22*) gelegenen, etwa in axialer Richtung verlaufenden Abschnitt der Außenfläche des unteren Formteile (22) in der am meisten aneinander angenäherten Stellung des feststehenden Kessers (22') und des oberen Forateils (14) eine Kammer gebildet ist, deren Abmessung in radialer Richtung größer ist als die Dicke der Folie (18).

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder «f, dadurch gekennzeichnet, daß das feststehende Messer (22') nach dem Durchschneiden der Folie (18) in axialer Richtung verschiebbar ist und daß seine an dir Schneidkante (21) angrenzende Oberseite ale Stauchwerkzeug ausgebildet ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die an der Innenseite des oberen Wandbereichs des Bechers zur Anlage kommende Flache (17) des oberen Formteils (14) am unteren Ende dieses Wandbereichs nach innen gebogen ist.

7. Aus einer thermoplastischen Kunststoffolie hergestellter, nach oben offener, drehsymetrischer Behälter, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Wandbereich desselben konstante Dicke besitzt und am oberen Ende einen sich nach außen und unten erstreckenden Wulst (28 - 32) mit vollem Querschnitt trägt, dessen Dicke größer ist als die Dicke der zur Herstellung verwendeten Folie (18).

8. Behälter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß er

in an sich bekannter Weise als umgekehrt kgelstumpffonniger Becher mit schrlgen Winden (25, 26) ausgebildet ist.

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9. Behälter nach Anspruch 7 oder 8, gekennzeichnet durch eine ringförmige Verdickung (18*') am unteren Ende des den Wulst (28 - 32) tragenden oberen Wandbereichs.

R/an

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