DE2258742A1

DE2258742A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von behaeltern aus thermoplastischem material

Info

Publication number: DE2258742A1
Application number: DE19722258742
Authority: DE
Inventors: Eberhard Otto Spiess; Roland Wilhelm
Original assignee: Unilever NV
Current assignee: Unilever NV
Priority date: 1971-12-03
Filing date: 1972-11-30
Publication date: 1973-06-07
Also published as: NL7216451A; CH557227A; FR2162210A1; BE792083A; IT975928B; JPS4875677A; ZA728458B; AU4947372A; FR2162210B1; GB1419066A; LU66575A1

Description

PATENTANWÄLTE

DR. ING. VAN DER WERTH DR. FRANZ LE DE RER

21 HAMBURG 90 β MÜNCHEN 8O

WILSTORFER STR. 33 · TEL. (04 It) 77 08 öl _ LUCILE-GRAHN-STR. 23 · TEt. tpB Hl 472947

München, 29. November 1972 U 430

Unilever N.V., Museumpark 1, Rotterdam, Niederlande

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Behältern aus thermoplastischem Material

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Behältern aus thermoplastischem Materialien, und insbesondere die Herstellung von Behältern mit einem bedruckten Gefäßteil, das nach der Bedruckung weiterverformt wird, und mit einem Randteil, der gemeinhin als Entstapelungsrand bezeichnet wird und dazu dient, die Ehtstapelung der Behälter zu ermöglichen, wenn diese ineinandersitzend gestapelt sind, wobei der Entstapelungsrand eine nach außen gerichtete Schulter im Abstand vom öffnungsende des Behälters besitzt, die durch einen eingezogenen Teil gebildet ist. .

Es ist allgemein bekannt, daß thermoplastische'Materialien, wie Polyvinylchlorid, Polystyren, ABS-Polymerisate, Polyolefine wie Polypropylen, Polyäthylen hoher Dichte und Polyäthylen niedriger Dichte und Copolymere dieser Materialien und Schichtstoffe aus zwei oder mehr dieser Materialien, zu Gegenständen wie Behältern

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im Wege des Thermoverformens, des Kaltverformens, des Spritzgießens oder des Blasformens verarbeitet werden können. Diese Herstellungsverfahren bewirken Spannungen in den thermoplastischen Materialien, wobei allerdings die exakte Art dieser Spannungen je nach dem verwendeten besonderen Herstellungsverfahren und dem betreffenden Material variieren wird. Diese Spannungen und irgendwelche anderen gegebenenfalls vorhandenen Spannungen, " die vom Ausgangsmaterial, aus dem die Gegenstände hergestellt sind, beispielsweise von einem vor der Thermoverf ormung folienartigen Material, herstammen, können ganz oder teilweise durch Erwärmung des Materials auf eine Schrumpftemperatur aufgehoben werden. Diese Temperatur liegt oberhalb des Erweichungspunkts, bei welcher Temperatur die Aufhebung der Spannungen in der Tendenz der so hergestellten Gegenstände zur Schrumpfung resultiert. Diese Eigenschaft der Wärmeschrumpfbarkeit ist besonders zu beachten bei Gegenständen, die durch eine Thermoverformung hergestellt worden sind; beispielsweise schrumpfen tiefgezogene Gegenstände aus PVC bei der Wiedererwärmung des Vorformlings auf die Schrumpftemperatur in einem solchen Ausmaß, daß sie fast ihre ursprüngliche Gestalt wieder einnehmen, d.h. die Gestalt und die Größe des Materials vor der Thermoverformung, mittels der der Gegenstand hergestellt worden ist.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, einen bedruckten Vorformling aus synthetischem, organischen und thermoplastischen Material weiter^zu-verformen, und zwar durch Einbringung einer Form, deren äußere Gestalt der gewünschten Endgestalt des Behälters entspricht, in einen bedruckten Vorformling, Bildung einer luft-

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dichten Dichtung am öffnungsende des Vorformlings durch Anklemmung des Vorformlings im Bereich des Öffnungsendes entlang des gesamten Umfangs in einer radialen Richtung gegen einen flexiblen Dichtring an der Form und Erwärmung des Vorformlings auf eine Temperatur, bei der die Einwirkung eines Unterdrucks im Inneren des Vorformlings diesen entsprechend der Gestalt der Form zusammenzieht.

Zur Schaffung eines hinsichtlich seiner Abmessungen ge- ■» nauen Entstapelungsrands wird dieser vorzugsweise während der Herstellung des Vorformlings hergestellt bzw. geformt. Während der Weiterverformung des Vorformlings zur Erreichung' der Gestalt der Form ist es notwendig, den Vorformling in seiner gewünschten Stellung an der Form festzuhalten, da ansonsten die Tendenz besteht, daß die Schrumpfung das öffnungsende des Vorformlings in axialer Richtung der Form aus der gewünschten Stellung herausbewegt in Richtung auf das gegenüberliegende Ende der Form. Wenn der Vorformling mit einem eingezogenen Entstapelungsrand in der Nähe des Öffnungsendes des Vorformlings ausgestattet ist, kann der Vorformling nicht ohne weiteres, d.h. leicht und schnell, angeklemmt werden, ohne die Form mit einem zusammenklappbaren Teil zur Einpassung in den eingezogenen Rand auszustatten, um eine Zerstörung des Rands zu verhindern. In gleicher Weise kann der Rand auch nicht in axialer Richtung des Vorformlings zwischen dem öffnungsende und der auswärtsgerichteten Schulter des Entstapelungsrands ohne ernsthafte Gefahr einer Zerstörung des letzteren, insbesondere während der anschließenden Erwärmung zur Weiterverformung des Vorformlings, angeklemmt werden.

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Durch die Erfindung ist ein Verfahren geschaffen zur Weiterverformung des Gefäßteils eines warmschrumpfbaren Vorformlings aus thermoplastischem Material mit einem Gefäßteil und einem Entstapelungsrand mit einer nach außen gerichteten Schulter in der N.'ilie dos üffnun'jüondcs des Vorformlings, wobei zu diesem Verfahren gehören die Einbringung einer die gewünschte Endgestalt des Gefäßteils aufweisenden Form in das Innere des Vorformlings, v/obei die nach außen gerichtete Schulter des Entstapelungsrands mit einer An- * schlagfläche in Berührung steht, die Erwärmung auf eine Sehrumpfungstemperatur zur Schrumpfung des weiterzu-verformenden Teils des Gefäßteils des Vorformlings, während die Position der Anschlagfläche bezüglich der Form beibehalten wird/ und die Ermöglichung der Schrumpfung des erwärmten Gefäßteils auf die Gestalt der Form zur Bewirkung der gewünschten Endgestalt des Behälters.

Auf diese Weise wird .der Vorformling in seiner gewünschten Stellung an der Form gehalten, und zwar durch die gegenseitige Berührung der auswärts gerichteten Schulter des Entstapelungsrands und der Anschlagfläche. Die Anschlagfläche wirkt der von der Tendenz des Vorformlings zur Schrumpfung ausgeübten axialen Kraft entgegen, ohne daß die Notwendigkeit besteht, den Vorformling an der Form anzuklemmen, wodurch eine Zerstörung des Rands während der Weiterverformung verringert bzw. minimalisiert wird.

Die Erwärmung desjenigen Teils des Gefäßteils, das entsprechend der Form weiter zu verformen ist, kann in jeder geeigneten Weise bewirkt werden, durch die

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die notwendige Temperatur des Gefäßteils zur Bewirkung der gewünschten Schrumpfung erreicht v/erden kann, beispielsweise durch Heißluft, Strah- . lungsheizung oder Eintauchen in eine heiße Flüssigkeit. Wenn die Erwärmung darch Heißluft oder Strahlungsheizung erfolgt, besteht die Notwendigkeit, den Randteil des Vorformlings, der bereits seine gewünschte. Endgestalt auf v/eist, an einer Erwärmung auf eine Temperatur zu hindern, die ihn der Gefahr einer Zerstörung durch Schrumpfung aussetzen würde. In vorteilhafter bzw. zweckmäßiger Wsise kann die Anschlagfläche, die zur Anordnung des Vorformlings an der Form dient, den Randteil des Vorformlings vor der Wärmequelle schützen.

Die für die Weiterverformung eines Vorformlings benötigte Zeit hängt in großem Maße ab von der Zeit, die benötigt wird, den Vorformling auf die Schrumpftemperatur zur Bewirkung der Schrumpfung- zu erwärmen. Um einen wirtschaftlichen Durchsatz zu erreichen, insbesondere dann, wenn Heizstrahler als Wärmequelle . verwendet werden,, kann die Temperatur der Heizquelle bedeutend höher liegen als die Schrumpftemperatur der · Vorformlinge. Dies kann in jenen Teilen der Vorformlinge, die der Wärmequelle am nächsten ausgesetzt sind, zu einer zu hohen Temperatur führen, bevor der übrige Teil des Vorformlings die Schrumpftemperatur erreicht und entsprechend der Form zusammenschrumpft. Sofern Teile des Vorformlings eine zu hohe Temperatur er- ' reichen, wird der fertige Behälter mit Wahrscheinlichkeit Falten oder Kniffe, die seinem äußeren Erscheinungsbild abträglich sind, hergestellt sein oder eine ungleichmäßige Schrumpfung auf v/eisen, die infolge der

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auf den Vorformling aufgebrachten Bedruckung dann nicht gleichmäßig geschrumpft ist und ein gestörtes Erscheinungsbild bietet.

Zur Überwindung dieses Nachteils kann ein Wärmebzw. Hitzeschild zwischen der Wärmequelle und dem Vorformling angeordnet sein, wobei der Hitzeschild einen Teil des Gefäßteils vor direkter Wärmestrahlung schützt, so daß der Vorformling in einer Weise erwärmt wird, in deren Folge er gleichmäßig und entsprechend der Gestalt der Form schrumpft, und zwar ohne Bildung irgendwelcher Falten oder Kniffe. Die Größe und Gestalt des Hitzeschildes und seine Lage zum Vorformling und zu den Heizstrahlern hängt von der Größe und Gestalt des Vorformlings und von dem Grad der Schrumpfung ab, der durch die Umformung des Vorformlings zur endgültigen Gestalt des Behälters bedingt ist. .

Während der Vorformling in einfacher Weise auf eine Vielzahl unterschiedlicher Gestalten geschrumpft werden kann, kann es wünschenswert sein, einen Unterdruck auf die Innenseite des Vorformlings zur Unterstützung dessen schneller Schrumpfung aufzubringen. Die Verwendung eines Unterdrucks ist insbesondere vorteilhaft, wenn die Endgestalt des Behälters einen ausgesparten oder eingezogenen Bereich oder mehrere derartige Bereiche aufweist.

Die Schrumpftemperatur für einen besonderen Vorformling kann leicht bzv/. schnell bestimmt werden durch schrittweise Erwärmung des Vorformlings, beispielsweise in einem Ofen, und Aufzeichnung der Temperatur,

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bei welcher der Vorformling schrumpft. Die .Schrumpftemperatur liegt oberhalb des Erweichungspunkts des Materials und unterhalb der Temperatur, bei welcher das Material in der Zeit, in der der Vorformling dieser Temperatur ausgesetzt ist, zu schmelzen, sich zu zersetzen oder sich farblich zu verändern beginnt.-

Es ist selbstverständlich, daß die zur Bewirkung der gewünschten Schrumpfung mit oder ohne Verwendung eines Unterdrucks benötigte Temperatur sich nicht ausschließlich in Abhängigkeit von der Zusammensetzung des verwendeten thermoplastischen Materials verändert,.sondern auch in Abhängigkeit von dem Unterschied der Gestalten des Vorformlings und des fertigen Behälters und von dem Verfahren und den bei der Herstellung des Vorformlings herrschenden Bedingungen. ' ■

Typische Schrumpftemperaturen für verschiedene thermoplastische Materialien sind folgende:

Material	Temperatur	°C
Hart-PVC	90°	150°
Polyäthylene hoher Dichte	95° -	160°
Polystyrene	95°	140°
ABS-Polymerisate	95°	140°
Polypropylene	110° -	160°

Durch die Erfindung wird ein vorteilhaftes und' zweckmäßiges Verfahren zur Herstellung bedruckter Behälter mit einer Endgestalt geschaffen, die nicht leicht bedruckt werden kann, da die Vorformlinge eine Gestalt

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besitzen können, die in .üblicher Weise bedruckt und anschließend zu der Endgestalt weiterverformt werden kann. _s

Gemäß einem weiteren Aspekt ist durch die Erfindung eine Vorrichtung geschaffen zur Weiterverformung des Gefäßteils eines warmschrumpf baren, thermoplastischen· Vorformlings mit einem Gefäßteil und einem Entstapelungsrand in der !jähe des Öffnungsendes des Vorformlings, wobei diese' Vorrichtung verfügt über eine die gewünschte Endgestalt des Gefäßteils aufweisende Form, eine relativ zur Form feststehende Anlagefläche, die zur Berührung des Öffnungsendes des Vorformlings bestimmt ist, eine Anschlagfläche, die relativ zur Form zwischen einer Außerbetriebsstellung und einer Betriebsstellung bewegbar ist, in der die Anschlagfläche einen Abstand von der Anlagefläche einhält, der dem Abstand der nach außen gerichteten Schulter vom öffnungsende des Vorformlings entspricht, um die nach außen gerichtete Schulter des Entstapelungsrands zu berühren, und Mittel zur Erwärmung des Gefäßteils des Vorformlings. Die Anschlagfläche kann vorzugsweise an einem Anschlaggliederpaar angeformt bzw. von diesem gebildet sein, wobei die Anschlagglieder zwischen der Betriebsstellung und der Außerbetriebsstellung schwenkbar sind.

Zur Erreichung eines wirtschaftlichen Durchsatzes bzw. Ausstoßes der Vorrichtung kann diese vorzugsweise eine Vielzahl von Formen besitzen, die an einem Endlos-Förderer angeordnet sind, wobei jeder Form ein Anschlaggliederpaar zugeordnet ist, das gegenüber den Formen verschwenkbar ist, und wobei der Förderer die Formen aufeinanderfolgend durch eine Vorformling-Ladestation,

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eine Heizstation, eine Kühlstation und eine Behälter-Abnahmestation führt.

Der Förderer kann eine Anzahl schwenkbar miteinander verbundener,starter Glieder aufweisen, wobei die An-Schlagglieder koaxial zu den Schwenkverhindungen zwischen-den Gliedern des Förderers schwenkbar ange- "' ordnet sind. An jedem Anschlagglied kann ein Anschlußglied festgelegt sein, das zur Berührung bzw«, Zusammenarbeit mit einer sich parallel zum Förderer in der Heizstation erstreckenden Stopschiene bestimmt ist, um die Wegbewegung der Anschlagglieder aus der Betriebsstellung in die Außerbetriebsstellung zu beschränken.

An jedem Anschlagglied kann ein Betätigungsglied be- · festigt sein, das zur Berührung bzw. zur Zusammenarbeit mit ersten Nockenflächen bei Hindurchbewegung des Förderers durch die Vorformling-Ladestation bestimmt ist, -um die Anschlagglieder in der Außerbetriebsstellung zu halten, wenn die Vorformlinge an den Formen angeordnet werden. An der Behälter-Abnahmestation können zweite Nockenflächen vorgesehen sein, die zur Berührung bzw. zur Zusammenarbeit mit den Betätigungsgliedern bestimmt sind, um die Anschlagglieder aus der Betriebsstellung in die Außerbetriebsstellung zu bewegen, damit die weiterverformten Behälter von den Formen abgenommen werden können.

In zweckmäßiger Weise kann die Vorrichtung 2wei drehbare ■ Kettenräder besitzen, die mit dem Förderer in Berührung stehen bzw. mit diesem zusammenarbeiten, ,.wobei die ersten und zweiten Nockenflächen an diesen Kettenrädern befestigt sind.

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Zweckmäßigerweise können die Heizmittel eine Anzahl von Wärmestrahlungsquellen aufweisen. Damit eine Erwärmung der Randbereiche des Vorformlings über den Erweichungspunkt des thermoplastischen Materials hinaus verhindert wird, können die Anschlagmittel mit einem Wärmereflektionsmaterial ausgestattet sein. Alternativ oder zusätzlich können die Anschlagmittel ein Material mit geringem Wärmeleitkoeffizienten besitzen. Ein Hitzeschild kann zwischen den Strahlern und den Formen angeordnet sein, um einen Teil des Gefäßteils der Vorformlinge vor direkter Strahlungswärme zu schützen.

Im folgenden wird eine Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben; in diesen zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht des einen Endes der Vorrichtung ,

Fig. 2 eine Seitenansicht des gegenüberliegenden Endes der Vorrichtung,

Fig. 3 eine Draufsicht in Richtung des Pfeils III in Fig. 1,

Fig. 4 eine teilweise Seitenansicht in vergrößertem Maßstab des in Fig. 1 dargestellten Endes der Vorrichtung von der gegenüberliegenden Seite, d.h. in Richtung des Pfeils IV in Fig. 3,

Fig. 5 einen Teilschnitt nach der Linie V-V in Fig. und

Fig. 6 eine schematische Ansicht zur Darstellung des Betriebs der Vorrichtung.

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Gemäß Fig. 1, 2 und 3 besitzt die Vorrichtung einen· ■ von mehreren Gliedern-1 gebildeten Förderer, wobei die Glieder an Verbindungszapfen 2 schwenkbewecjlich angeschlossen sind. Die Glieder werden in der Nähe ■ jedes Verbindungszapfens 2 verschwenkt, und außerhalb der Glieder tragen die Verbindungsglieder Rollen 3. Die Rollen 3 greifen in entsprechende Aussparungen 4 in Kettenrädern 5 und β ein, so daß die Kettenräder mit dem Förderer in Berührung stehen bzw. mit diesem zusammenarbeiten. Die Kettenräder sind drehbar an einem Gestell 1 gelagert, und eines der beiden Kettenräder oder beide sind mit Hilfe geeigneter Mittel.zur Bewegung des Förderers angetrieben.

Zwei obere Führungsschienen 8 und zwei untere Führungsschienen 8a sind am Gestell 7 angebaut und erstrecken sich zwischen den Kettenrädern unter dem Oberen und dem unteren Trumm des Förderers, wobei die Rollen 3 auf den Führungsschienen laufen, um den Förderer zu tragen und ihn in seiner Arbeitsbahn zu halten.

Zwischen gegenüberliegenden Gliedern 1 des Förderers sind Tragstege 9 angeordnet, deren jeder zwei Formen 10 trägt, die die gewünschte endgültige Gestalt des Gefäßteils des fertigen Behälters besitzen. Zur Herstellung der fertigen Behälter zu schrumpfende Vorformlinge 11 werden auf die Formen an einer Vorformling-Ladestation durch Absenken der Vorformlinge aufgebracht, wie dies in Fig. 1 durch den Pfeil A angezeigt ist. Durch eine Drehung der Kettenräder in Richtung des Pfeils C wird der Förderer bewegt, um die Formen und die Vorformlinge durch ein& von einem Tunnel 12

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gebildete Heizstation und durch eine von einem Tunnel 13 gebildete Kühlstation zu einer Behälter-Entnahmestation zu bewegen, v/o die fertigen Behälter 14 entnommen werden, wie dies In Fig. 2 durch den Pfeil B angezeigt ist. Der Heiztunnel und der Kühltunnel besitzen die gewünschte bzw. notwendige Länge, damit die Vorformlinge auf die.notwendige Temperatur erwärmt und zur Härtung vor der Abnahme der fertigen, weiterverformten Behälter gekühlt werden können- Gemäß Darstellung in Fig. 5 ist der Heiztunnel durch eine Vielzahl von Heizstrahlern 15 beheizt. Zur Bewirkung der Kühlung der Behälter im Kühltunnel wird durch diesen hindurch von einem (nicht dargestellten) Gebläse ein Luftstrom hindurchgedrückt.

Anschlagglieder 16 und 17 sind rait Seitenflanschen 18,

19 und 18a, 19a ausgestattet, wobei die Verbindungszapfen 2 in die Flansche zur drehbaren Anordnung der Anschlagglieder eingepaßt sind. Die Anschlagglieder sind etwas langer als die Anschlagglieder 17, so daß sie unabhängig voneinander ver schwenkt v/erden können. Die von den Schwenkachsen entfernt liegenden freien Ränder 20 der Anschlagglieder sind so geformt, daß sie dem Umriß der Formen folgen, so daß die freien Ränder

20 der Anschlagglieder, wenn sich die auf benachbarten Verbindungszapfen verschwenkte Anschlagglieder 16 und 17 in der im wesentlichen horizontalen Stellung am oberen Fördertrumm befinden, die Formen 10 umgeben, und dort, wo benachbarte freie Ränder entlang einer Mittellinie durch die beiden Formen zusammentreffen, lediglich ein schmaler Spalt zwischen den beiden freien Rändern gegeben ist.

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Jeder der Flansche 18, 19 >und 18a, 19a trägt ein Anschlußglied in Form einer Rolle 21, wobei jede der Rollen an denselben Seiten der Anschlagglieder in demselben vertikalen Ebene miteinander fluchtend angeordnet sind. Zwei Stopschienen 22 und 23 sind am Gestell 6 oberhalb und außerhalb der Führungsschienen 8 in denselben vertikalen Ebenen wie die Rollen 21 angeordnet.

Die Stopschienen sind verschiebbar angeordnet, um sie in vertikaler Richtung mit Hilfe eines Blocks 24 und eines Gleitstücks 25 zu bewegen; die Block/ Gleitstück-Anordnung ist in Fig. 5 besonders deutlich erkennbar. Das Gleitstück 25 besitzt eine Schulter 26 zur Begrenzung der abwärts gerichteten Bewegung der Stopschiene, und eine Feder 27 widersetzt sich der aufwärts gerichteten Bewegung der Stopschiene.

Die Flansche 19 und. 19a sind etwas größer als die Flansche 18 und 18a, um (ebenfalls ein von Rollen gebildetes Betätigungsglied zu tragen,· die in derselben vertikalen Ebene liegen wie die von den anderen Flanschen getragenen Rollen 21. Die Rollen '28 arbeiten mit Nockenflächen29 zusammen, die an einem an der Außenseite des Kettenrades 5 befestigten Nockenteil 30 angeformt sind. Am Kettenrad 6 ist ebenfalls ein gleiches (nicht dargestelltes) Nockenteil befestigt.

Im folgenden wird die Arbeitsweise der Vorrichtung.beschrieben, und zwar ausgehend von der Vorformling-Ladestation, wo Vorformlinge auf die Formen in Richtung des Pfeils A in Fig. 1 aufgebracht werden. An dieser

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Station werden die Anschlaggliedcr in der Außerbetricbsstcllung, in der sich die Glieder etv/a im rechten Winkel zur Bewegungsrichtung der Form befinden, durch die Rollen 28 festgehalten, die mit den Nockenflächen 29 in Berührung stehen, wie besonders deutlich aus Fig. 4 zu ersehen ist. Wenn die die Vorformlinge tragenden Formen sich von der Ladestation wegbewegen und der Förderer das Kettenrad 5 verläßt, verschwenken die Anschlagglieder unter ihrem Eigengewicht um die Verbindungszapfen 2, wobei diese Verschwenkbewegung durch die Rollen 28 so lange beschränkt wird, wie diese mit der Nockenfläche 29 in Berührung stehen. Die Schwenkbewegung setzt sich fort, bis die Unterseite der Anschlagglieder die Vorformlinge berührt, wie weiter unten beschrieben v/ird.

Wenn der Förderer das Kettenrad 5 verläßt, berühren die Rollen 3 die Führungsschienen 8 und laufen auf diesen entlang. Die Rollen 21 berühren die Unterseite der Stopschienen 22 und 23, welche sich der aufwärts gerichteten Bev/egung der Anschlagglieder widersetzen, wenn die Formen durch die Heiz- und die Kühlstation hindurchlaufen. Die Spannung der Feder 27 ist derart, daß die Schulter 26 unter normalen Betriebsbedingungen in Berührung mit dem Block 24 verbleibt. Wenn jedoch irgendein Fehler auftritt, der verhindert, daß die Anschlagglieder ihre korrekte Stellung einnehmen, verhindert die an den Stopschienen angebrachte Feder eine Zerstörung der Maschine.

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Wenn der Förderer auf das Kettenrad 6 aufläuft, berühren die Rollen 28 die Nockenfläche 29, die von dem (nicht dargestellten) an dem Kettenrad 6 angeordneten Nockenteil 30 gebildet ist, wodurch die Anschlagglieder aus der Betriebsstellung in die Außerbetriebsstellung verschwenkt werden» Die Formen passieren dann die Behälter-Entladestation, wo die Behälter von den Formen abgenommen v/erden.

Die Anschlagglieder verbleiben in der Außerbetriebs-· stellung unter Einwirkung ihres Eigengewichts, da die Formen entlang des Untertrumms des Förderers geführt werden und in dieser Stellung durch die Rollen 28 und die Nockenflächen 29 festgehalten werden, bis die Formen wieder die Vorformling-Ladestation erreichen.

In Fig. 6 sind drei Phasen bzw. Stadien des Verfahrens dargestellt, wobei der Förderer in Richtung des Pfeils' D bewegt wird. Im rechten Teil der Figur ist die Vor- ■ formling-Ladestation dargestellt, an der ein Vorformling 11 mit einem Gefäßteil 31 und -einem Entstapelungsrand 32 in der Nähe des Öffnungsendes des Vorformlings in die Nähe der Form 10 verbracht wird. Der Entstapelungsrand verfügt über einen eingezogenen Teil 33 und eine nach außen gerichtete Schulter 34.·

Der Vorformling wird auf die Form 10 aufgebracht, so daß das üffnungsendc desselben eine Anlageflache berührt, die von dem Trdgsteg 9 gebildet wird, der die Formen trägt, wie dies in der Kitte der Figur 6 dargestellt ist. Die Anschlagglieder schwenken nach unten unter dem Einfluß ihres Eigengewichts, bis die Unterseiten der Anschlagglieder, die Anscnlagflächen bilden, die nach außen gerichtete Schulter 34 des Vorform-

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lings, berühren. Zu diesem Zeitpunkt vor dem Eintritt ■ des Vorformlings in den Heiztunnel ist der Druck zwischen der Schulter und dem öffnungsende des Vorformlings auf das effektive Gewicht der Anschlagglieder beschränkt und reicht nicht aus, den Entstapelungsrand zu zerstören. Die Anschlagglieder schützen also auch den Entstapelungsrand der Vorformlinge vor der Hitze der Wärmequelle, wenn die Vorformlinge durch den Heiztunnel hindurentlaufen.

Wenn der Gefäßteil der Vorformlinge im Heiztunnel aufgeheizt wird und das thermoplastische Material zur Schrumpfung neigt, tendiert das Öffnungsende des Vorformlings zur Bev/egung in der axialen Richtung der Form weg von dem die Anlagefläche bildenden Tragsteg 9. Diese Bewegung in axialer Richtung der Form tendiert dazu, die Anschlagglieder zu heben, aber die Anschlagglieder werden von den Rollen 21, die mit den Stopschienen 22 und 23 in Berührung bzw. Zusammenwirkung stehen, in ihrer Lage festgehalten. Jede Bewegung in der axialen Richtung reduziert oder eliminiert auch den infolge des effektiven Gewichts der Anschlagglicclcr zwischen der Schulter und dem Öffnungsende des Behälters bestehenden Druck. Somit werden die Vorformlinge von den mit den Schultern in Berührung stehenden Anschlaggliedcrn in ihrer Lage festgehalten, und wird kein von der Schrumpfung ausgehender Druck zwischen dem öffnungsende des Behälters und der Schulter zur Einv:irkung gebracht. Somit werden die Vorformlinge also in der gewünschten Stellung festgehalten, ohne daß der Vorformling an der Anlagefläche besonders angeklemmt wird.

Im linken Teil der Fig. 6 ist ein weiterverformter Vorformling dargestellt, dessen Gefäßteil entsprechend der

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Gestalt der Form geschrumpft ist. Ein durch die Form und den Tragsteg 9 hindurchgeführter axialer Durchlaß 35 ermöglicht es der in dem Raum 36 zv/ischen der Form und dem Vorformling befindlichen Luft/ während der Weiterverforniung zu entweichen. " ' Die weiterverformten Behälter werden gekühlt/ bevor sie von den Formen abgenommen werden.

Im Betrieb werden die Formen auf eine solche Temperatur gebracht bzw. auf einer solchen Temperatur gehalten/ daß ein Vorformling/ wenn er die Form berührt/ nicht sofort abgeschreckt wird. Wenn eine Abschreckung auftritt, wird die weitere Schrumpfung des abgeschreckten Bereichs verzögert/ was zu einer ungleichmäßigen Schrumpfung des Vörformlings führt. Es ist daher vorteilhaft/ zu Beginn der Inbetriebnahme der Vorrichtung die Maschine während einer kurzen · Zeit ohne jegliche Vorformlinge laufen zu lassen, um die Formen aufzuwärmen..

Zur Vergrößerung der Schutzwirkung der Anschlagglieder bei der Verhinderung/ daß die Entstapelungsr^änder der Vorformlinge über den Erweichungspunkt- des Materials auf eine Temperatur erwärmt werden, bei welcher sie zur Schrumpfung tendieren/ sind bei der in Figur 6 dargestellten Ausführungsform die zur Wärmequelle hingerichteten Flächen der Anschlagglicder zunächst mit einer Schicht eines Materials'37 beschichtet, das auf Asbestbasis aufgebaut ist und einen geringen Wärmeleitkoeffizienten besitzt; auf der Ober seite dieses Materials ist' eine Schicht 38 aus poliertem Aluminium oder anderem, Wärmereflektionsmaterial aufgebracht. Es ist selbstverständlich, daß der Spalt,

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der dort besteht, wo die freien Ränder 20 der Anschlagglieder 16 und 17 ζ us amme η tr ef f en₍ so eng wie möglich sein soll, um den Durchgang von Wärme zu verhindern.

Gemäß Darstellung in Fig. 6 kann ein Hitzeschild 39 zwischen dem Vorformling und den Wärmestrahlern eingebracht sein, um eine überheizung derjenigen Teile der Vorformlinge zu verhindern, . die den Wärmestrahlern am nächsten stehen.

Alternativ hierzu können die Wärmestrahler derart sorgfältig angeordnet sein, daß keine Uberheizung irgendwelcher besonderer Bereiche der Vorformlinge auftritt.

Beispiel I

PVC-Material (Europhan Wz) von 500 Mikron Dicke wurde in üblicher Weise zu Vorformlingen mit geraden Seitenwänden und einem Entstapelungsrand gemäß Darstellung bei 11 in Figur 6 thermoverformt. Bei Erwärmung eines solchen Vorformlings in einem Ofen auf eine Temperatur von 100°C trat eine beträchtliche Schrumpfung ein, wobei der Vorformling zu einer fast flachen Scheibe zurückschrumpfte, deren Durchmesser in etwa dem Durchmesser der Scheibe des Materials entsprach, aus der der Vorformling durch Thermoverformung hergestellt worden ist.

Diese warmschrumpfbaren Vorformlinge wurden an ihren Seitenwänden mit einem gewünschten Muster bedruckt und dann auf Formen, die die in Fig. 6 dargestellte

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Gestalt besaßen, unter Verwendung der oben beschriebenen Vorrichtung geschrumpft. Die auswärts gerichteten Schultern der Entstapelungsränder wurden von den Anschlaggliedern berührt, um die Ränder vor den Heizstrahlern zu schützen und um zu verhindern, daß sich die Ränder relativ zu den Formen bewegen. Die Gefäßteile der Vorformlinge wurden auf eine Temperatur von etwa 100⁰C während eines Durchlaufs von etwa 20 bis 25 Sekunden durch den "Heiztunnel erwärmt, während welcher Zeit die Gefäßteile der Vorformlinge auf die den Formen entsprechende Gestalt zusammenschrumpfen. Die weitergeformten Behälter wurden anschließend zur Härtung vor ihrer Abnahme von den Formen in dem Kühltunnel gekühlt.

Die weitergeformten Behälter besaßen eine Gefäßgestalt, die nicht direkt in irgendeiner üblichen Weise bedruckt werden konnte; jedoch besaß die Bedruckung, die in üblicher Weise auf den Vorformling aufgebracht worden war, ein vollständig zufriedenstellendes Erscheinungsbild. Die Schrumpfung der Vorformlinge zur Endr gestalt war gleichmäßig, wie sich durch das gleichmäßige Erscheinungsbild der Bedruckung an den fertigen Behältern zeigte, und auch fehlerfrei bzw. reproduzierbar, wie sich durch Vergleich der Bedruckung, an mehreren fertigen Behältern zeigte. Da die bedruckte Fläche bei der Schrumpfung verkleinert wurde, wurde zugleich die Dichte der Bedruckung erhöht, und besaß die Bedrückung an den fertigen Behältern eine verbesserte Wirkung.

Beispiel II

Polystyren-Material (Vestyron Wz) von 500 Mikron Stärke wurde zu Vorformlingen mit der in Fig. 6 dargestellten

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Gestalt thermoverformt. Durch Erwärmung eines Vorformlings in einem ofen wurde festgestellt, daß die Vorformlinge bei einer Temperatur von 110°C warmschrumpf bar sind.

Die Vorformlinge wurden bedruckt und anschließend auf eine Form mit der in Fig. 6 dargestellten Gestalt mit nach außen gerichteter Schulter des Entstapelungsrands aufgebracht, der von einem an einer zur Form festen Stellung festgehaltenen Anschlag berührt wurde. Die Vorformlinge v/urden auf eine Temperatur von etwa 110 C während einer Zeit von 35 Sekunden unter Heizstrahlern erwärmt. Ein Heizstrahler, dessen Durchmesser dem der Basis des Vorformlings (dessen obersten Teils bei Aufbringung auf die Form) entsprach, wurde 25 mm oberhalb der Basis des Vorformlings angebracht.

Die fertigen Behälter waren frei von Falten und Kniffen, und die Bedruckung an den fertigen Behältern war gleichmäßig, was als Zeichen dafür anzusehen ist, daß die Schrumpfung gleichmäßig erfolgt v/ar.

Beispiel III

Beispiel II wurde unter Verwendung von ABS-Material (Lustropack Wz) von 750 Mikron Stärke wiederholt.

Es wurde festgestellt, daß die Vorformlinge bei 120 C warmschrumpfbar sind. Ein Hitzeschild wurde wie zuvor angegeben verwendet, und die Vorformlinge wurden auf 12O°C für 35 bis 40 Sekunden unter Heizstrahlern erwärmt. Es wurden falten- und knitterfreie fertige Behälter erzielt, wobei die Gleichmäßigkeit der fertigen Bedruckung die gleichmäßige Schrumpfung anzeigte.

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Claims

Patentansprüche

1.' Verfahren zur Weiterverformung des Gefäßteils eines Vorformlings aus thermoplastischem Material durch Einsetzen einer die gewünschte Endgestalt des Gefäßteils aufweisenden Form in das Innere des Vorformlings und durch Erwärmen des Vorformlings, dadurch gekennzeichnet/ daß der Vorformling warmschrumpfbar und mit einem Entstapelungsrand mit einer in der Nähe des Öffnungsendes des Vorformlings nach außen gerichteten Schulter ausgestattet ist, der durch eine Anschlagfläche in seiner Lage zur Form gehalten wird, während der weiterzuverformende Teil des Gefäßteils auf eine Schrumpftemperatur erwärmt wird, die eine Schrumpfung zu der der Form entsprechenden Gestalt zur Bildung der gewünschten · Endgestalt des Behälters gestattet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagfläche den Entstapelungsrand des Vorformlings vor der Wärmequelle schützt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der weiterzuverformende Teil des Gefäßteils durch Wärmestrahler erwärmt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des Gefäßteils vor der direkten Wärmestrahlung der Strahler geschützt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Unterdruck auf die Innenseite des Vorformlings zur Unterstützung der Schrumpfung des Vorformlings auf die Gestalt der Form zur Einwirkung gebracht wird.

5. Vorrichtung zur Weiterverformung des Gefäßteils eines Vorformlings aus thermoplastischem Material mit"einer die gewünschte Endgestalt des Gefäßteils aufweisenden Form, mit Mitteln zur Festhaltung des Vorformlings in seiner Stellung an der Form und mit Mitteln zur Erwärmung des Vorformlings, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorformling (11) warmschrumpfbar

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und mit einem Entstapelungsrand (32) in der Nähe seines Öffnungsendes ausgestattet ist, eine relativ zur Form (10) feststehende Anlagefläche (9) zur Berührung des Öffnungsendes des Vorformlings (11) bestimmt ist, die Mittel zur Festhaltung des Vorformlings (11) in seiner Stellung an der Form (10) als Anschlagfläche (16, 17) ausgebildet sind, die relativ zur Form (10) zwischen einer Außerbetriebsteilung und einer Betriebstellung bewegbar ist, in der die Anschlagfläche (16, 17) von der Änlageflache (9) einen Abstand einhält/ der dem Abstand der nach außen gerichteten Schulter (34) des Entstapelungsrands (32) vom öffnungsende des Vorformlings (V. entspricht.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagfläche an einem Anschlaggliederpaar (16, 17) angeformt bzw. von diesem gebildet ist, wobei die Anschlagglieder (16, 17) zwischen der Betriebstellung und der Äußerbetriebstellung schwenkbar sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Formen (10) an einem Endlos-Förderer angeordnet und an dem Förder ein Anschlagpaar (16, 17) je Form (10) schwenkbar angebracht ist, wobei der Förderer die Formen (10) aufeinanderfolgend durch eine Vorformling-Ladestation (A), eine Heizstation (12), eine Kühlstation (13) und eine Behälter-Abnahmestation (B) führt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Förderer eine Anzahl schwenkbar miteinander verbundener Glieder (1) aufweist, wobei die Anschlagglieder (16, 17) koaxial zu den Schwenkverbindungen (2) zwischen den Gliedern (1) des Förderers schwenkbar angeordnet sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß

an jedem Anschlagglied (16, 17) ein Anschlußglicd (21) festgelegt ist, das zur Berührung bzw. Zusammenarbeit mit einer

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sich parallel zum Förderer in der Heizstation (12) erstreckenden Stoppschiene (22, 23) bestimmt ist, um die Wegbewegung der Anschlagglieder (16, 17) aus der Betriebstellung in die Außerbetriebsteilung zu beschränken.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß an jedem Anschlaglied (16, 17) ein Betätigungsglied (28) befestigt ist, das zur Berührung bzw. zur Zusammenarbeit mit ersten Nockenflächen (29) bei Hindurchbewegung des Förderers durch die Vorformling-Ladestation (A) bestimmt ist, um die Anschlagglieder (16, 17) in der Außerbetriebsteilung zu halten, wenn die Vorformlinge (11) auf den Formen (10) angeordnet werden.

11. Vorrichtung nach. Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zweite Nockenflächen (29) an der Behälter-Abnahmestation (B) vorgesehen sind, die zur Berührung bzw. zur Zusammenarbeit mit den Betätigungsgliedern (28) bestimmt sind, um die Anschlagglieder (16, 17) aus der Betriebstellung in die Außerbetriebstellung zu bewegen, damit die weiterverformten Behälter von den Formen (10) abgenommen werden können.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder H, dadurch gekennzeichnet, daß der Endlos-Förderer von zwei drehbaren Kettenrädern (5, 6) getragen ist, die mit.dem Förderer in Berührung stehen bzw. mit.diesem zusammenarbeiten, wobei die ersten und die zweiten Nockenflächen (29) an den Kettenrädern (5, 6) befestigt sind.

13. Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 5 bis 12-, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizmittel eine Anzahl von Wärmestrahlungsquellen (15) besitzen, wobei ein Hitzeschild (39) zwischen den Wärmequellen (15) und den Formen (10) angeordnet ist, um Teile der Formen (10) vor direkter Wärmestrahlung zu schützen.

14. Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 6 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagglieder (16, 17) ein Wärmereflektionsmittel (38) an derjenigen Seite aufweisen, die

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der die Anschlagfläche bildenden Seite gegenüberliegt.

15. Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 6 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagglieder (16, 17) aus einem Material (37) mit einem geringen Wärmeleitkoeffizienten hergestellt sind.

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