DE2713048B2 - Verfahren zum Herstellen einer Hülse als Teil eines insbesondere zu Verpackungszwecken dienenden Behälters und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents
Verfahren zum Herstellen einer Hülse als Teil eines insbesondere zu Verpackungszwecken dienenden Behälters und Vorrichtung zur Durchführung des VerfahrensInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren der im Gattungsbegriff des Patentanspruches 1 genannten
Gattung sowie eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 5.
Ein derartiges Verfahren sowie eine derartige Vorrichtung sind bereits bekannt (DE-OS 22 50 638 und
23 61 038). Bei diesen bekannten Verfahren wird das
vorauseilende Ende eines Blattes bzw. einer Bahn, aus den bzw. aus der die Hülse zu bilden ist, mittels Vakuum
an einen Drehzylinder angelegt Beim Antrieb des Drehzylinders wird das Blatt bzw. die Bahn vorgezogen
und an die Außenwand des Drehzylinders angelegt bis
das nachlaufende Ende des Blattes bzw. der Bahn zum
Überlappen mit dem vorauseilenden Ende gelangt, worauf die Längsnahtbildung durch Versiegeln der sich
überlappenden Blatt- bzw. Bahnteile mittels Versiegelungsbacken erfolgt Die Formung der Bahn zu einer
zylindrischen Hülse wird daher durch Anlegen derselben an den als Formwerkzeug dienenden Drehzylinder
erzielt Abgesehen davon, daß das sichere Anlegen und Vorziehen der Bahn bzw. des Blattes durch Vakuum
manchmal Schwierigkeiten bereitet, hat sich dieses
Hülsen-Form-Verfahren vor allem deshalb als verbesserungswürdig ergeben, als das Abziehen der Hülse von
dem als Formgebungswerkzeug dienenden Drehzylinder bzw. Dorn vielfach zu Schwierigkeiten führt Dies ist
höchst nachteilig, wenn auf raschem und einfachem
Wege aus der Hülse andere Behälterteile maschinell
hergestellt werden sollen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das vorbekannte Verfahren zu vereinfachen und zu
verbessern, um die Hülsenformung mit einfachen
Mitteln rasch durchführen zu können und auch die
Möglichkeit zu bieten, die Weiterverarbeitung der Hülse zu anderen Gegenständen zu erleichtern.
Mit dem Verfahren und der Vorrichtung gemäß dem Patentanspruch 1 bzw. 5 gelingt die Lösung dieser
Aufgabe. Da für das Blatt bzw. die Bahn thermoplastischer Kunststoff verwendet wird, der mindestens
teilweise zumindest in Hülsenumfangsrichtung schrumpffähig ist und da die Bahn bzw. das Blatt vor
dem Längsnahtbilden an derjenigen Seite, welche die
Innenseite der Hülse bilden soll, erwärmt wird,
deformiert bzw. verformt sich die Bahn bzw. das Blatt unter mindestens teilweisem Schrumpfen solcher
erwärmter Innenseitenbereiche mit der Tendenz zur Hülsenbildung.
Falls die erwünschte Hülsenform hierdurch noch nicht selbsttätig vervollständigt wird, um die Längsnahtbildung vorzunehmen, ist es nach einer weiteren
Ausbildung der Erfindung zweckmäßig, die Bahn bzw.
das Blatt nach dem Innenseitenerwärmen durch einen die Hülsenformung im wesentlichen bestimmenden
Rollengang zu führen. Dieser Rollengang hat dann die Aufgabe einer gerichteten Führung in der Deformationszone
des Blattes bzw. der Bahn, damit dieses auch an der richtigen Stelle zur Längsnah tbildung gelangt
Für das Erwärmen in der Erwärmungszone sind
gemäß der erfindungsgemäßen Vorrichtung Heizelemente in einer in Transportrichtung des Blattes bzw. der
Bahn vor der Verformungszone angeordneten ErwSrmungszone
so angeordnet, daß diejenige Seite des Blattes bzw, der Bahn, welche die Hülseninnenseite
bilden soll, soweit erwärmt wird, daß der erwähnte Schrumpfvorgang stattfinden kann.
Als Blatt- bzw. Bahnmaterial wird zweckmäßigerweise Schaumstoff verwendet, der im wesentlichen aus
einer Menge von geschlossenen Zellen besteht, die miteinander vereint sind und extrem dünne Wände
haben. Wird solches Material beispielsweise bereits beim Strangpressen einer Streckung ausgesetzt, so
werden die ursprünglich kugeligen Zellen so gedehnt, daß sie eine {angliche bzw. linsenartige Form annehmen,
die die Zellen auch dann beibehalten, wenn sich das Kunststoffmaterial nach Abkühlen stabilisiert Mit
anderen Worten ist den Zellwänden bei der Streckung eine Orientierung in einer Vorzugsrichtung beigebracht
worden. Wird es wieder erwärmt, dann schrumpft es, da
sich die Zellwände zusammenziehen wollen und die Zellen bestrebt sind, ihre ursprüngliche sphärische bzw.
kugelige Form wieder anzunehmen. Auch äußere homogene Kunststoffschichten können in Verbindung
mit der Herstellung von Schichtstoffen eine ähnliche Orientierungsstreckung erhalten, d. h. daß auch solche
homogene Kunststoffschichten die Tendenz bekommen, bei entsprechender Erwärmung in Orientierungsrichtung
zu schrumpfen.
Ein solches Schrumpfverfahren ist an sich bereits aus den obengenannten Druckschriften bekannt, wird
jedoch dort nur zu dem Zweck angewendet, die bereits fertige Hülse unter Verwendung von Innenformdornen
in eine andere Form zu bringen, d. h. die Hülse auf Innendorne aufzuschrumpfen.
Weitere Ausbildungen und Verbesserungen der Erfindung sind in Unteransprüchen beansprucht und
werden anhand der folgenden Figurenbeschreibung näher erläutert Darin zeigt
F i g. 1 eine Perspektivskizze einer Vorrichtung zur Herstellung von zirkularzylindrischen Teilen für Verpackungsbehälter,
Fig.2 einen Querschnitt A-A durch diese Vorrich- so
tung und
F i g. 3 eine Vorrichtung zur Herstellung von zirkulärzylindrischen
Teilen für Verpackungsbehälter aus einer Verpackungsmaterialbahn.
In F i g. 1 ist eine Vorratsrolle 1 von bahnförmigem
Verpackungsmaterial gezeigt Das Messerorgan 2 dient dazu, die Verpackungsmaterialbahn in Verpackungszuschnitte
abzuschneiden. Das Messerorgan 2 wird durch einen Luftzylinder 3 betätigt und gegen einen
Gegenhalter 4 bewegt Die abgetrennten Verpackungs- so zuschnitte bzw. einzelnen Blätter S werden mit Hilfe der
Klemmstücke 7 eines rotierbaren Mitnehmerzylinders 6 am Zylinder 6 fixiert Zwischen den Vorschubrollen 8
werden die abgetrennten Blätter 5 durchgeführt Als Wänmeausstrahlkörper ausgebildete Heizelemente 9
strahlen Wärme an die Blätter 5 ab. Die Blätter 5 krümmen sich dann zu einer Art Zylinder 12, während
Stützrollen 13 zur Erleichterung der Formungsbearbeitung und der Vorschubriemen als Förderband 10 zum
Vorschub dienen. Das Förderband 10 wird durch ein Treibrad 11 angetrieben. Die inneren Stützrollen 13
sowie eine innere Druckrolle 18 sitzen an einer Konsole bzw. an einer Stange 14, und eine Anordnung 15 zur
Zufuhr von Warmluft dient z*jm Versiegeln der überlappenden Kantenpartien 17 der gebildeten Zylinderteile
12. Die Anordnung 15 zur Bildung der Längsnaht hat einen Düsenteil 16, mit dessen Hilfe ein
heißer Luftstrom an den Übcrlapputigsbereich 17 geschickt wird.
Die Funktion der Vorrichtung wird wie folgt beschrieben:
Das Verpackungsmaterial, das vorzugsweise aus Polystyrolschaumstoff besteht, der an einer oder beiden
Seiten einen homogenen, dünnen Kunststoffschichtbelag aufweist, beispielsweise aus Polystyrol, Polyäthylen
oder dergleichen, wird in Richtung des gezeigten Pfeiles von der Vorratsrolle 1 abgerollt und in axialer Richtung
zur Mitnehmerrolle 6 vorgeschoben, wonach, wenn eine erforderliche Länge Verpackungsmaterial vorgeschoben
worden ist, ein Stück der vorgeschobenen Bahn das
Blatt 5 mit Hilfe des durch den Luftzylinder 3 betätigten Messerorganes 2 abgetrennt wird. Im vorliegenden Fall
wird vorausgesetzt daß die hauptsächliche Orientierungsrichtung der von der Vorratsrolle 1 abgerollten
Bahn in Längsrichtung der Bahn verläuft, was bedeutet, daß die abgetrennten Verpackungszuschnitte in einer
rechtwinklig zur Vorzugsrichtung der Orientierung verlaufenden Richtung durch die Anordnung vorgeschoben
werden.
Das abgetrennte Blatt 5 wird mit Hilfe von der Mitnehmerrolle 6 angebrachten Klemmstücken 7
aufgefangen und von der Mitnehmerrolle 6 zwischen den Vorschubrollen 8 eingeführt, von denen eine oder
einige durch hier nicht gezeigte Anordnungen angetrieben werden. Durch elektrisch beheizte Heizelemente 9
wird die eine Seite des Blattes 5 erhitzt, wenn sie an den stangenartigen Heizelementen 9 vorbeigelangen.
Dadurch wird die erwärmte Seite zum Schrumpfen in Vorzugsrichtung der Orientierung gebracht, wobei das
plane Blatt 5 die Tendenz bekommt, Zylinderform anzunehmen. Diese spontane Formung zum Zylinder 12,
die Schrumpfdeformation genannt wird, wird mit Hilfe von inneren und äußeren Stützrollen 13 gesteuert, durch
die Form und Dimension der geschrumpften Blätter 5 genau kalibriert werden können. Wenn die Zuschnitte
bzw. Blätter 5 von der flachen zur Zylinderform übergehen, können sie nicht länger mit Hilfe der
Vorschubrollen 8 vorgeschoben werden, sondern der Transport erfolgt statt dessen durch einen endlosen
Riemen, das Förderband 10, das über ein Umlenk- oder Treibrad 11 läuft und von diesem angetrieben wird.
Die erwähnten inneren Stützrollen 13 sind an einer Stange angebracht, die an einer Konsole sitzt. Diese
Stange 14 verläuft im Prinzip koaxial in den gebildeten Zylinderteilen 12. Wenn den Blättern 5 der gewünschte
Durchmesser gegeben worden ist, werden die überlappenden Längsränder 17, oder zumindest ihre zueinander
gewendeten Seiten durch Warmluft erhitzt, die mit Hilfe vom Längsnahtbildungsorgan 15 durch die Düse 16
ausgeblasen wird. Die auf Versiegelungstemperatur erhitzten, zueinander gewendeten Seiten der überlappenden
Längsräder 17 werden mit Hilfe von Druckrollen IM zusammengepreßt von denen die innere an der
erwähnten Konsole 14 bzw. Stange angeordnet ist wobei die überlappenden Teile der Längsräder 17 zur
Bildung eines zylindrischen Behälterteiles der Hülse 19
in einer dichten und festen Naht verbunden sind.
Aus dem in F i g. 2 gezeigten Querschnitt A-A und der in F i g. 1 dargestellten Vorrichtung geht die Lage der
inneren und äußeren Stützrollen 13 sowie des Vorschubriemens bzw. Förderbandes 10 hervor. Ferner
sind die Druckrollen 18 zum Zusammenpressen der überlappenden Längsräder 17 des Blattes 5 gezeigt.
Die inneren Stützrollen 13 sind auf nicht gezeigten Armen gelagert, die mit der Stange 14 verbunden sind,
während die äußeren Stützrollen 13 in beliebiger Weise im Fundament der Vorrichtung gelagert sind.
Zur in Fig.3 dargestellten etwas modifizierten
Vorrichtung gehört eine Vorratsrolle 1, von der eine plane Bahn 20 Verpackungsmaterial abgerollt wird. In
disem Falle wird angenommen, daß das Verpackungsmaterial, wie im vorigen Falle, aus orientiertem
Schaumstoff besteht, daß das Material aber biaxial orientiert ist, oder aber zumindest eine starke
Orientierung hat, die quer zur Vorschubrichtung der Bahn 20 verläuft. Wie im bereits beschriebenen Falle
wird die Bahn 20 mit Hilfe von Vorschubrollen vorgeschoben und die eine Seite der Bahn 20 durch
Heizelemente 9, die Wärmestrahlkörper, so erhitzt, daß die Innenseite der Bahn 20 zum Schrumpfen gebracht
wird. Wie auch im bereits beschriebenen Falle erfolgt die Formung der Bahn 20 zu einem zylindrischen Tubus
mit Hilfe von äußeren und inneren Stützrollen 13, die hier nur angedeutet sind. Durch das Schrumpfen der
Bahn 20 und deren Führung mit Hilfe der Stützrollen 13 wird die plane Bahn zur Bildung eines zirkularzylindrischen Tubus gebracht, wobei sich die Längsränder der
Bahn 20 überlappen und im Überlappungsbereich durch das Längsnahtversiegelungsorgan 15 erhitzt werden,
indem heiße Luft durch ihre Düse 16 an den Überlappungsbereich angeblasen wird. In bereits
beschriebener Weise wird der bis zur Versiegelungstemperatur erhitzte Überlappungsbereich mit Hilfe von
Druckrollen 18 zur Bildung eines Tubus 22 mit dem im hier gezeigten Falle zirkularzylindrischen Querschnitt
zusammengepreßt. Mit Hilfe einer hier nicht nähe beschriebenen Abschneideanordnung 21 wird der Tubu
22 in zylindrische Verpackungsbehälterkörper, di Hülsen 19, abgeteilt, die zu fertigen Verpackungsbehä
tern weiterverarbeitet werden können.
Hier ist nur gezeigt und beschrieben worden, wie ma
Verpackungsbehälterkörper mit zirkularzylindrischen Querschnitt herstellt, es ist aber erwiesen, daß sich aucl
Hülsen mit ellyptischem oder mit rechteckigem um
ίο insbesondere quadratischem Querschnitt sehr gu
herstellen lassen, dann aber mit abgerundeten Eckteiler Wünscht man Verpackungsbehälterkörper 19 mi
rechteckigem bzw. quadratischem Querschnitt, s< werden die Heizelemente 9 so angeordnet, daß sie nu
schmale Zonen in Vorschubrichtung der Verpackungs materialzuschnitte oder Verpackungsmaterialbahn er
hitzen, wobei das Material innerhalb der erwähntet Zonen schrumpft, während die dazwischenliegende!
Zonen keiner Schrumpfdeformation ausgesetzt sine
Falls man somit vier parallele Heizelemente 9 ii
gleichem Abstand zueinander anbringt und diese se anordnet, daß nur schmale Zonen der Zuschnitte bzw
Bahn der Wärmewirkung ausgesetzt werden, so ergib dies einen Zylinder mit quadratischem Querschnitt
jedoch mit abgerundeten Eckteilen.
Außer der Erwärmung mit Hilfe von Wärmestrahl körpern ist die Benutzung von Heißluft möglich, aucl
wenn es erwiesen ist, daß die Erhitzung durcl Strahlkörper gleichmäßiger und effektiver wird.
Die Herstellung der zylindrischen Hülsen 19 bzw Behälterkörperteile stellt eine Teilbearbeitung de
Verpackungsmaterials dar; sie können danach weite bearbeitet werden, um den schließlichen Verpackungs
behälter zu erlangen. Bei dieser Abschlußbearbeituni
werden z.B. Endflansehe der Hülsen 19 durc
Einschrumpfung der Ränder hergestellt und Endwänd an den erwähnten eingeschrumpften Flanschen ange
bracht
Claims (12)
1. Verfahren zum Herstellen einer Hülse als Teil eines insbesondere zu Verpackungszwecken dienenden Behälters, bei dem ein Blatt bzw. eine Bahn aus
thermoplastischem Kunststoff, der mindestens teilweise zumindest in Hülsenumfangsrichtung
schrumpffähig ist, in die HQlsenform gebogen wird und bei dem die sich überlappenden bzw. zusammenstoßenden Blatt- bzw. Bahnenden zur Bildung einer
Längsnaht verbunden werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahn bzw. das Blatt (5)
vor dem Längsnahtbilden an derjenigen Seite, welche die Innenseite der Hülse (19) bilden soll, so
erwärmt wird, daß sich die Bahn bzw. das Blatt (5) unter mindestens teilweisem Schrumpfen solcher
erwärmter Innenseitenbereiche mit der Tendenz zur Hülsenbildung deformiert bzw. verformt
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahn bzw. das Blatt (5) nach dem
Innenseitenerwärmen durch einen die Hülsenformung im wesentlichen bestimmenden Rollengang
geführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Blatt (5) quer zur
Vorzugsrichtung seiner Schrumpffähigkeit zuerst durch eine Erwärmungszone, danach durch eine
Deformations- bzw. Verformungszone und schließlich durch eine Längsnahtbildungszone befördert
wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Bahn mit quer zu ihrer
Längsrichtung verlaufenden Richtung ihrer Schrumpffähigkeit in Bahnlängsrichtung zuerst
durch eine Erwärmungszone, danach durch eine Deformations- bzw. Verformungszone und schließlich durch eine Längsnahtbildungszone befördert
wird.
5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit
Vorschuborganen zum Transport der Bahn bzw. Blattes zu einer Verformungszone, in der das
Formen zu der Hülse stattfindet, und mit Längsnahtbildungsorganen, welche die Hülsenlängsnaht herstellen, dadurch gekennzeichnet, daß Heizelemente
(9) in einer in Transportrichtung des Blattes (5) bzw. Bahn vor der Verformungszone angeordneten
Erwärmungszone zum Erwärmen derjenigen Seite des Blattes (5) bzw. der Bahn vorgesehen sind,
welche für die Hülseninnenseite bestimmt ist
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizelemente (9) zur Bildung von
Hülsen mit im wesentlichen rechleckförmigen Querschnitt so angeordnet sind, daß sie nur schmale
Zonen der Blätter (5) bzw. der Bahn erhitzen.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizelemente (9) Infrarotstrahler sind.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5—7, dadurch gekennzeichnet, daß als Vorschuborgane
Stützrollen (13) und ein Förderband (10) dienen, das an derjenigen Seite des Blattes (5) angreift, das für
die Hülsenaußenseite bestimmt ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5—8,
dadurch gekennzeichnet, daß Stützrollen (13) als Mittel zur Hülsenformung dienen.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl an der Hülseninnenseite
als auch an der Hülsenaußenseite Stützrollen (13) angreifen.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5—10,
dadurch gekennzeichnet, daß Druckrollen (18) zum
Zusammenpressen erwärmter Längsnahtbereiche
dienen.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8—11,
dadurch gekennzeichnet, daß die innerhalb der Hülse (19) mit ihren Achsen quer zur Blatt- bzw.
Bahntransportrichtung angeordneten Druck- (18) und Stützrollen (13) an einer Stange (14) befestigt
sind, die sich im wesentlichen koaxial innerhalb der Hülse (19) hinzieht
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