DE2838506A1

DE2838506A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von blistern mit hoher sperrwirkung

Info

Publication number: DE2838506A1
Application number: DE19782838506
Authority: DE
Inventors: Werner Dipl Chem Dr Festag; Hans-Ueli Mueller
Original assignee: Alusuisse Holdings AG
Current assignee: Alcan Holdings Switzerland AG
Priority date: 1978-06-02
Filing date: 1978-09-04
Publication date: 1979-12-06
Also published as: DE7826241U1; SE436976B; CH629124A5; DK222779A; GB2022008A; US4289009A; GB2022008B; BE876689A; SE7904784L

Description

SCHWEIZERISCHE ALUMINIUM AG, 3965 Chippis

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Blistern mit hoher Sperrwirkung..

FPA-Fe/Ri
31.5.78

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ORIGINAL INSPECTED

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Blistern mit hoher Sperrwirkung.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Blistern mit hoher Sperrwirkung aus einer aus -der Dehnung tiefziehfähigen Metall-Kunststoff verbundfolie, insbesondere einer Al-Kunststoffverbundfolie, welche μnbeweglich fest in einer Klemmeinrichtung der Vorrichtung zur Herstellung der Blister.eingespannt ist.

Als Folge der beim Tiefziehvorgang ungleichmässigen Beanspruchung einer Metall-Kunststoffverbundfolie muss das Tiefziehverhältnis bei den bisher bekannten Tiefziehverfahren nachteiligerweise auf den kritischen Radienbereich abgestimmt, d.h. entsprechend vermindert werden.

Bekannt ist bespielsweise aus der DE-OS 2 321 980 eine Vorrichtung zum Formen näpfchenartiger Vertiefungen in dünnen Bändern aus Aluminium-Kunststoffverbunden, mit einem Formstempel einer Matrize und einer das Band auf der Matrize festhaltenden Klemmeinrichtung, bei welcher mit der formgebenden Oberfläche des Formstempels eine dünne Schicht eines reibungsarmen Stoffes fest verbunden ist, wodurch im wesentlichen vermieden werden soll, dass sich beim Tiefziehen von Aluminium-Kunststoffverbunden Risse an denselben bilden, und dass verhältnismässig grosse Reibungskräfte während des Tiefziehvorganges von dem Al-Kunststoffverbund aufzunehmen sind. Die Reibungskräfte, die bei diesem Tiefziehverfahren auftreten, sind jedoch nicht allein von dem Belag des Formstempels abhängig, sondern auch vom Reibungskoeffizienten der Metall-Kunststoff verbundfolie. Da bei Lebensmitteln und Pharamzeutika besondere Gleitmittel auf der Innenseite vielfach nicht zulässig sind, führen geringe Aenderungen der Oberfläche des Metall-Kunststoffverbundes zu wechselnder Tiefziehbarkeit bzw. zu Produktionsstörungen.

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Weiterhin ist beispielsweise gemäss der DE-OS 2 539 354 ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von Leichbehältern aus einer Folie aus Metall, Kunststoff oder vorzugsweise aus einem Metall-Kunststoffverbund bekannt, bei welchem die Folie auf dem Rand einer Oeffnung festgehalten und mit einem Stempel in die Oeffnung hinein napffiörmig·verstreckt wird, und -welche dadurch gekennzeichnet ist, dass zunächst die Stirn des Stempels im radial inneren Bereich des frei eingespannten Teiles der Folie zur Anlage kommt und diesen zu ■ einer Vorform mit relativ schwach geneigter Seitenwand .verstreckt, ,und dass anschliessend beim fortschreitenden Hub des Stempels eine oder nacheinander mehrere Schulterkanten des Stempels an der geneigten Seitenwand zur Anlage kommen · und die Vorform weiter vertiefen und ausweiten. Bei diesem Verfahren erhält der Blister eine abgestufte Seitenwand bzw. einen sehr grossen Radius zwischen Seitenwand und Bodenfläche, was nicht immer erwünscht ist und die Anpassung des Blisters an das Füllgut bestimmter Form vielfach unmöglich macht.

Beim Tiefziehen von Metall-Kunststoffverbunden, wie bei- . · spielsweise von Al-Kunststoffverbunden aus der Dehnung, werden dieselben bei den vorerwähnten bekannten Verfahren und Vorrichtungen im Bereich der Radien bzw. in den Zonen der zahlreichen Schulterkanten des Stempels zwischen dem Boden und der Seitenwand besonders stark beansprucht, weshalb das Tiefziehverhältnis nicht weiter erhöht werden kann. - Weiterhin ist bezüglich der Beschichtung eines Formstempels mit einem reibungsarmen Stoff gemäss der DE-OS 2 321 980 darauf hinzuweisen, dass eine solche Beschichtung einem verhältnismässig grossen Verschleiss unterliegt, weshalb ein kontinuierlicher, störungsfreier Betrieb mit derartig ausgebildeten Formstempeln nicht möglich ist.

Nachteilig ist ausserdem bei den vorerwähnten Verfahren und Vorrichtungen zur Durchführung solcher Verfahren, dass

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die Bodenzonen eines halbsteifen Blisters beim Tiefziehvorgang nicht oder nur teilweise einer Dehnung bzw. Vorstreckung unterzogen werden, weshalb die in vielen Fällen verhältnismässig grossen Bodenflächen des Blisters bisher nur unvollständig' einer Dehnung unterzogen worden waren, und daher nur relativ kleine Tiefziehverhältnisse erreicht wurden.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Blistern aus einem tiefziehfähigen Metäll-Kunststoffverbund, insbesondere einem Al-Kunststoffverbund zu schaffen, mit welcher besonders bei verhältnismässig grossen Bodenflächen ein höheres TiefZiehverhältnis und damit grössere Volumina des " Blisters als bisher erzielbar sind, und wodurch die den vorerwähnten Verfahren und Vorrichtungen anhaftenden vorbeschriebenen Nachteile vermieden werden.

Erfindungsgemäss wird die Aufgabe durch ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gelöst, wobei die Metall-Kunststoffverbundfolie nach dem Verfahren bei der Ausformung zu einem oder mehreren Blistern unter Anwendung von pneumatischem oder pneumatischem und hydraulischen Druck mindestens einseitig beaufschlagt und hierbei auf einer am Boden einer Matrize befindlichen Gleitschicht oder einer Gleitplatte gedehnt bzw. gestreckt wird.

Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens weist eine aus zwei voneinander trennbaren Teilen bestehende Klemmeinrichtung auf, in welcher eine Metallkunststoffverbundfolie unbeweglich fest einklemmbar ist, wobei das eine Teil der. Klemmeinrichtung aus einer druckstabilen Platte und das andere Teil der Einrichtung aus einer einen Boden aufweisenden Matrize besteht. Gekennzeichnet ist die Vorrichtung durch die Kombination folgender Merkmale:

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a) dass die druckstabile Platte mindestens eine mit einem Schliess - und/oder Druckreduzierventil versehene Druckzufuhrleitung für ein gasförmiges Medium

'aufweist, welche jeweils mit mindestens einer angeordneten, geschlossenen Kammer verbunden ist, die gemeinsam mit der in die Klemmeinrichtung unbeweglich fest eingespannten Folie gebildet wird und

b) dass der Boden der Matrize mit einer Gleitschicht bzw. mit einer Gleitplatte versehen ist.·

Entsprechend der Form und Grosse des herzustellenden Blisters ist es wahlweise möglich, den Boden der Matrize jeweils mit einer festen oder "mit einer flüssigen Gleitschicht zu versehen, wobei im Falle der Anordnung einer flüssigen Gleitschicht der Innenraum der Matrize über eine ein Schliess- und Druckreduzierventil aufweisende Leitung mit einem Flüssigkeitssystem verbunden ist. - Weiterhin ist es möglich, die Gleitplatte als Kugelplatte auszubilden, wenn dieses erwünscht ist.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele, welche anhand der Zeichnung vereinfacht mit nur einem formgebenden Werkzeug auf der gesamten Breite der Vorrichtung dargestellt sind, obwohl auch mehrere formgebende Werkzeuge über die gesamte Breite der Vorrichtung verteilt an derselben angeordnet sein können, und zwar zeigen:

Fig.l Einen Schnitt durch ein erstes. Ausführungsbeispiel der Vorrichtung, aus welchem eine Klemmeinrichtung mit einer zwischen zwei Teilen derselben unbeweglich fest eingespannten Metall-Kunststoffverbundfolie sowie eine mit einer Druckzufuhrleitung und eine Matrize mit einer auf dem Boden derselben angeordneten festen Gleitschicht zu ersehen sind.

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Fig.2 Einen Schnitt durch die in der Fig.l gezeigte Vorrichtung, jedoch mit einer durch Beaufschlagung von Druck mit Hilfe eines gasförmigen Mediums zu einem Blister ausgeformten Folie sowie mehrere Ausformungs phasen der Folie während des Ausformungsvorganges.

Fig.3 Einen Schnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel der Vorrichtung, aus welchem eine zwischen einer Matrize und einer eine muldenförmigen Vertiefung aufweisenden Klemmplatte eingespannte Metall-Kunststoffverbundfolie sowie jeweils eine Druckzufuhrleitung an der Matrize und an der Klemmplatte zu ersehen sind.

Fig.4 Die gleiche Vorrichtung wie in der Fig.3, im Schnitt, jedoch mit einer durch zweiseitige Beaufschlagung mit einem gasförmigen und einem flüssigen Druckmittel teilweise ausgeformten Folie.

Fig.5 Die gleiche Vorrichtung wie in den Figuren 3 und 4, im Schnitt, jedoch mit einer völlig zu einem Blister ausgeformten Folie.

Fig.6 Eine teilweise Draufsicht auf eine auf dem Boden einer Matrize befestigten, als Gleitmittel dienenden Kugelplatte und

Fig.7 einen teilweisen Schnitt durch" die in der Fig.6 gezeigte Kugelplatte, aus welchem die Anordnung einer der in der Kugelplatte angeordneten Kugel zu ersehen ist.

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Weiterhin zeigt ein Diagramm die im Vergleich mit den bisher bekannten Tiefziehverfahren vorteilhaften Möglichkeiten zur Erzielung einer besseren Ausformung von Metallkunststoffverbundfolien·, und zwar eine Kurve A das erzielbare Volumen beim herkömmlichen Tiefzug, eine Kurve B das. erzielbare Volumen bei dem erfindungsgemässen Verfahren unter Verwendung einer auf dem Matrizenboden der Vorrichtung angeordneten Kugelplatte und eine Kurve D das erzielbare Volumen unter Verwendung einer auf dem Matrizenboden der Vorrichtung angeordneten flüssigen Gleitschicht.

Gemäss den in den Figuren 1 und 2 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel weist die Vorrichtung 1 eine Klemmeinrichtung 2 auf, welche aus zwei voneinander trennbaren Teilen, nämlich einer Klemmplatte 3 und einer Matrize 4 besteht, zwischen denen eine Metall-Kunststoffverbundfolie 5 unbeweglich fest einspannbar ist.

Die Klemmplatte 3 ist mit einer muldenförmigen Vertiefung 6 versehen, welche mit einer ein Schliess- und Druckregulier- · ventil 7 aufweisenden Druckzufuhrleitung 8 für ein gasförmiges Medium verbunden ist. Weiterhin weist die Matrize 4 ebenfalls eine entsprechend der gewünschten Form des Blisters ausgebildete muldenförmige Vertiefung 9 mit einer auf dem Boden 10 derselben angeordneten Gleitplatte 11 auf. Am Boden 10 der Matrize 4 ist eine Bohrung 12 vorgesehen, durch welche Luft während des Ausformungsvorganges entweichen kann. Ausserdem ist besonders darauf hinzuweisen, dass jedes der beiden Teile 3 und 4 der Klemmeinrichtung 2 mit einem Rahmen 13 fest oder an demselben hin- und herbeweglich geführt verbunden ist, und dass die Gleitplatte 11.aus einem an sich bekannten Material, wie teflonbeschichtete Glasseide bzw. Gewebe^ Teflon oder dergleichen mehr besteht oder auch als Kugelplatte ausgebildet' sein kann.

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Bei einer zwischen den beiden Teilen 3 und 4 der Klemmeinrichtung 2 unbeweglich fest eingespannten Folie 5 wird jeweils einmal eine Kammer 14 von der muldenförmigen Vertiefung 6 der Klemmplatte 3 und der Folie 5 sowie andererseits eine Kammer 15 von der muldenförmigen Vertiefung 9 der Matrize 4 und der Folie 5 gebildet. . . ' -

Bezüglich der an der Klemmplatte 3 angeordneten Druckzufuhrleitung 8 ist besonders darauf hinzuweisen, dass von einer nicht näher dargestellten Druckquelle ausgehend ein gasförmiges Medium mit-einer vorbestimmten Druckhöhe zwecks Ausformung der Folie 5 zu einem Blister durch die Leitung 8 in die Kammer 14 geleitet wird. - "

Beim Ausformen wird die Folie 5 auf der der Kammer 14 zugewandten Seite pneumatisch mit Druck beaufschlagt und bei gleichzeitiger Dehnung in die muldenförmige Vertiefung 9 der Matrize 4 ausgeformt. Hierbei nimmt die Folie 5 zunächst die Form eines Kugelabschnittes 16 an. Bei weiterer Ausformung der Folie 5 flacht sich der Kugelabschnitt 16 auf der Gleitplatte 11 ab und die Folie 5 dehnt sich auf der Platte 11 gleitend weiter aus, bis sie die in der Fig.2 dargestellte Form eines Blisters erhält.

Bezüglich der Gleitplatte 11 ist weiterhin auf eine besondere Ausführungsform derselben gemäss den Figuren 6 und 7 hinzuweisen, nach welcher diese als Kugelplatte 34 ausgebildet ist und je nach Bedarf auf dem Boden 10 der Matrize 4 der Vorrichtung 1 angeordnet sein kann.

Die Kugeiplatte 34 ist vorzugsweise aus Kunststoff, wie beispielsweise aus Nylon hergestellt. In vorbestimmten Abständen sind in der Platte 34 Bohrungen 35 vorgesehen, in welchen Kugeln 36 drehbar gelagert angeordnet sind.

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Gemäss den in den Figuren 3, 4 und 5 gezeigten zweiten Ausführ ungsbesipiel weist die Vorrichtung 20 eine Klemmeinrichtung 21 auf, welche wie die Klemmeinrichtung 2 des in den "Fig. 1 und 2 gezeigten 1.Ausführungsbeispiels aus zwei voneinander trennbaren Teilen, und zwar einer Klemmplatte 22 und einer Matrize 23 besteht, zwischen denen eine Metall-Kunststoff verbundfolie 5 unbeweglich fest einspannbar ist.

Die Klemmplatte 22 ist mit einer muldenförmigen.Vertiefung "versehen, welche mit' einer ein Schliess- und Druckregulierventil 25 aufweisenden Druckzufuhrleitung 26 für ein gasförmiges Medium verbunden ist. Weiterhin weist die Matrize 23 ebenfalls' eine entsprechend der gewünschten Form des Blisters ausgebildete muldenförmige Vertiefung 27 auf,, welche mit einer ein Schliess- und Druckreduzierventil 28 aufweisenden Druckzufuhrleitung 29 für ein flüssiges Medium verbunden ist.

Bei einer in die Klemmeinrichtung 21 unbeweglich fest eingespannten Folie 5 wird jeweils einmal eine Kammer 30 von der muldenförmigen Vertiefung 24 der Klemmplatte 22 und der Folie 5 sowie andererseits eine Kammer 31 von der muldenförmigen Vertiefung 27 der Matrize 23 und der Folie 5 gebildet. Ausserdem,ist besonders.darauf hinzuweisen, dass jedes der beiden Teile 22 oder 23 der Klemmeinrichtung 21 mit einem Rahmen 32 fest oder an demselben hin- und herbeweglich geführt verbunden ist. '

Die an der Klemmplatte 22 angeordnete Druckzufuhrleitung 26 sowie die an der Matrize 23 angeordnete Druckzufuhrleitung 29 sind jeweils mit einer nicht näher dargestellten pneumatischen bzw. hydraulischen Druckquelle verbunden.

Die Ausformung der Metall-Kunststoffverbundfolie 5 zu_einem Blister wird mit Hilfe der Vorrichtung 20 derart bewerkstelligt, dass die Folie 5 gleichzeitig von der Kammer 30 ausgehend pneumatisch und von der Kammer 31 ausgehend hydraulisch

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beaufschlagt wird, wobei der Druck in der Kammer 30 höher ist als derjenige in der Kammer 31, und wodurch sich die Folie in die muldenförmige Vertiefung 27 der Matrize 23 auf die auf dem Boden.33 derselben befindliche flüssige Gleitschicht senkt und auf dieser gleitend schliesslich die Form eines Blisters einnimmt, wie diese in der Figur 5 dargestellt ist.

Die Erfindung ist nicht nur auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Im Rahmen der Erfindung sind auch noch andere, nicht näher dargestellte Ausführungsformen denkbar.

Mit Hilfe des erfindungsgemässen Verfahrens und der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens erhält man vorteilhafterweise bei Blistern mit einer verhältnismässig grossen Bodenzone und bei der Verwendung mit ein - und derselben Metall-Kunststoffverbundfolie ein günstigeres Tiefziehverhältnis, das heisst grössere Blistertiefen sowie kleinere Blister-Radien und damit ein grösseres Volumen als es bisher der Fall' war.

Das erfindungsgemässe Verfahren ist vorteilhafterweise bei der Ausformung beispielsweise auch nicht an bestimmte Konturen eines Formstempels gebunden. Die Metall-Kunststoffverbundfolie kann jeweils zu einem an die Kontur des Füllgutes eng angepassten Blisters ausgeformt werden, so dass hierbei keine nachteiligen Toträume in der Packung entstehen. Das Verfahren und die Vorrichtung zur Durchführung desselben eignen sich besonders gut zur Herstellung von Blisterverpackungen mit hoher Sperrwirkung.

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Claims

" PATENTANWALT L INq. Cerhärd f. hiebsch D-7700 SINQEN/HOHENTVtfl&Q C η « ERZBERQER STR. 5» * » To 0 U Patentansprüche

1. ' Verfahren zur Herstellung von Blistern mit hoher Sperrwirkung aus einer aus der Dehnung tiefziehfähigen Metall-Kunststoff verbundfolie, insbesondere einer Aluminium-Kunststoff verbundfolie, welche unbeweglich fest in " einer Klemmeinrichtung einer Vorrichtung zur Herstellung des Blisters eingespannt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Metall-Kunststoffverbundfolie' (5) bei der Ausformung zu einem .oder mehreren Blistern unterAnwendung von Druck mit Hilfe eines gasförmigen oder eines gasförmigen und flüssigen Mediums mindestens einseitig beaufschlagt und hierbei auf einer am Boden (10 oder 33) einer Matrize (10 bzw. 23) befindlichen Gleitschicht oder einer Gleitplatte gedehnt bzw. gestrecktwird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, welche eine aus zwei trennbaren Teilen bestehende Klemmeinrichtung aufweist, in welche eine Metall-Kunststoffverbundfolie unbeweglich fest ein- - · klemmbar ist, wobei der eine Teil der Klemmeinrichtung

' aus einer drückstabilen .Platte und der andere Teil der Einrichtung aus einer einen Boden aufweisenden Matrize besteht, gekennzeichnet durch die Kombination folgender. Merkmale:

a) dass die druckstabile Klemmplatte (3 bzw. 22) mindestens eine mit einem Schliess - und/oder Druckreduzierventil (7 bzw. 25) versehene Druckzufuhrleitung (8 bzw 26) für. ein gasförmiges Medium aufweist, welche jeweils mit mindestens einer angeordneten geschlossenen Kammer (14 bzw. -30) verbunden ist, die geraeinsam mit der in die Klemmeinrichtung unbeweglich fest eingespannten Folie (5) gebildet wird und

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b) dass der Boden (10 bzw. 33) der Matrize (4bzw. 23) mit einer Gleitschicht (11) bzw. mit einer Gleitplatte versehen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitschicht- (11) fest ist..

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitschicht flüssig ist.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass die muldenförmige Vertiefung (27) der Matrize (23) über eine ein Schliess- und Druckre- . duzierventil (25) aufweisende Leitung (2.6) mit einem Flüssigkeitsdrucksystem verbunden ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitplatte als Kugelplatte (34) ausgebildet ist, welche aus einer Platte aus Kunststoff mit in vorbestimmten Abständen vorgesehenen Bohrungen (35) besteht, in welcher Kugeln (36) drehbar gelagert angeordnet sind. , .

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