DE3109814C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Formen von Behältnissen nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Formen von Behältnissen nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 3.

Ein derartiges Verfahren und eine derartige Vorrichtung sind aus der US-PS 39 96 860 bekannt. Damit zum Erzielen möglichst gleichmäßiger Wanddicken die zu verformende Folie genügend über den Rand hinweggleitet, wird über in der Nähe des Randes liegende Luft­ zufuhrbohrungen Luft eingeblasen, die zwischen Folie und Ober­ fläche des Randes ein Luftpolster erzeugt, welches das Gleiten der Folie über diesen Bereich erleichtert. Die Bereiche der Folie, die zuerst mit dem Formstempel in Berührungskontakt kommen, kühlen sich durch Wärmeabgabe an den Formstempel ab, so daß die übrigen Bereiche besonders stark gereckt werden. Das hat zur Folge, daß gerade die am meisten beanspruchten Teile, wie Ecken und Kanten des fertigen Behältnisses, besonders dünn sind.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, mit denen ein Behält­ nis formbar ist, welches möglichst stabile Kanten und gegebenenfalls auch Ecken besitzt.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Die die Aufgabe lösende Vorrichtung ist durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 3 gekennzeichnet. Dadurch wird er­ reicht, daß die am stärksten beanspruchten Teile, nämlich die Ecken und Kanten, weniger stark gereckt werden und somit stabiler sind. Da die zu verwendende Foliendicke durch die am stärksten gereckten Bereiche bestimmt wird, kann eine dünnere Folie verwendet werden, was auch zur Einsparung von Rohstoffen führt.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekenn­ zeichnet.

Im weiteren werden Ausführungsbeispiele anhand der Figuren be­ schrieben. Von den Figuren zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Verpackungsmaschine, bei der das Verfahren Anwendung findet;

Fig. 2 einen Schnitt durch eine Formstation einer in Fig. 1 gezeigten Verpackungsmaschine mit einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens;

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines Formstempels mit mittels diesem geformten Behältnis;

Fig. 4 einen Schnitt wie in Fig. 2 durch eine abgewandelte Ausführungsform;

Fig. 5 einen Formstempel für die in Fig. 4 gezeigte Ausfüh­ rungsform; und

Fig. 6 einen Ausschnitt einer Darstellung wie in Fig. 5 von einer anderen Ausführungsform.

In Fig. 1 ist eine Vakuumverpackungsmaschine 1 schematisch dargestellt, die in bekannter Weise nacheinander eine Form­ station 2, eine Versiegelungsstation 3 und eine Trennstation 4 aufweist, die jeweils an einem nichtgezeigten Rahmen der Maschine befestigt sind. In der Formstation 2 werden aus ei­ ner von einer Rolle 5 her abgezogenen Folienbahn 6 Behält­ nisse 7 geformt. Diese werden dann gefüllt und mit einer Oberfolienbahn in der Versiegelungsstation verschlossen. In der Trennstation werden die einzelnen aneinanderhängen­ den Packungen dann voneinander getrennt.

In Fig. 2 ist die in Fig. 1 nur schematisch angedeutete Formstation 2 im Schnitt gezeigt. Diese weist ein mit dem nichtgezeigten Maschinenrahmen festverbundenes Oberteil 8 und ein über eine angedeutete Kolben-Zylindereinrichtung 9, die mit dem Maschinenrahmen verbunden ist, relativ zum Ober­ teil in Richtung des Pfeiles 10 auf- und abbewegbares Unterteil 11 auf.

Das Unterteil 11 weist einen Innnenraum 12 auf, in den je nach der Form der zu formenden Behältnisse Formeinsätze 13 eingesetzt sind. Über Bohrungen 14, 15 in den Formeinsätzen für das zu bildende Behältnis, insbesondere in den Rand­ bereichen und den Ecken und damit verbundene, zu Vakuumpumpen führende Anschlüsse 16, 17 ist der Innenraum 12 mit einer Vakuumpumpe verbunden.

Das Oberteil weist einen Formstempel 18 auf, der über eine an dem Gehäuse 19 des Oberteiles befestigte Kolben-Zylinder­ einrichtung 20 in den Innenraum 12 des Unterteils hinein und aus diesem in eine zurückgezogene Stellung heraus auf- und abbewegbar ist. Der Formstempel weist, wie insbesondere aus Fig. 3 ersichtlich ist, auf seiner Unterseite einen Mittenbereich 21 und einen diesen ringsherum umgebenden und über dem Mittenbereich erhaben hervorstehenden Rand 22 auf. Der Rand entspricht den Abmessungen, die die mit­ tels des Formstempels zu formende Folie aufweisen soll. Der Mittenbereich 21 ist um soviel gegenüber dem Rand ver­ senkt ausgebildet, daß die Folie beim Formvorgang nicht mit der Oberfläche des Formstempels in diesem Bereich in Kontakt kommt.

In dem Mittenbereich sind insbesondere in dessen Ecken Bohrungen 23, 24, 25, 26 vorgesehen, die in der am besten aus Fig. 2 ersichtlichen Weise über an der Oberseite der Formstempel vorgesehene Anschlußstücke 27, 28 mit einer nichtgezeigten Druckluftquelle verbunden sind. In der Mitte des Mittenbereiches 21 ist eine in die freie Umgebung führende Entlüftungsbohrung 29 in dem Formstempel vorgesehen. Die Anschlußstücke 27, 28 sind durch Öffnungen 30, 31 in dem Gehäuse frei hin- und herbewegbar und auch die über die Entlüftungsbohrung 29 heraustretende Luft kann durch diese Öffnungen in die Umgebung entweichen.

In Fig. 3 sind die Luftzufuhrbohrungen 23 bis 26 in der Nähe der Ecken 32, 33, 34, 35 vorgesehen. Bevorzugt sind diese wie in Fig. 2 gezeigt, möglichst nahe an dem den Mitten­ bereich 21 umgebenden Rand (bei 36) in den Ecken angeordnet.

Wie aus der in Fig. 2 gezeigten Darstellung ersichtlich ist, sind die Außenabmessungen des Formstempels 18 etwas kleiner gewählt als die Abmessungen des aus dem Formeinsatz 13 und den Seitenwänden des Unterteiles gebildeten Hohlraumes.

Die Vorrichtung arbeitet wie folgt: Zunächst wird das Unter­ teil 11 mittels der Kolben-Zylindereinrichtung 9 nach unten bewegt, so daß ein im vorhergehenden Arbeitstakt geformtes Behältnis aus der Formstation 2 herausbewegbar ist. Gleich­ zeitig wird ein neues nichtverformtes erwärmtes Folienstück 37 in die Formstation eingeführt. Der Formstempel befindet sich dabei in seiner zurückgezogenen Stellung, so daß er das Folien­ stück 37 noch nicht berührt. Anschließend wird das Unter­ teil 11 mittels der Kolben-Zylindereinrichtung 9 in die in Fig. 2 gezeigte geschlossene Stellung zu dem Oberteil hin bewegt, wodurch das Folienstück 37 an seinen vier Seiten zwischen Unter- und Oberteil eingeklemmt wird. Das Folienstück 37 war in dem vorhergehenden Arbeitstakt in einem anderen Teil der Formstation oder einer eigenen Erwärmungsstation auf die Verformungstemperatur vorer­ wärmt worden. Nach dem Einklemmen der Folie wird der Form­ stempel 18 mittels der Kolben-Zylindereinrichtung 20 in Richtung des Pfeiles 38 auf die Folie hin und gegen die­ se in das Unterteil 11 hineinbewegt. Dabei trifft der Form­ stempel 18 zunächst mit seinem Rand 22 auf die vor­ erwärmte Folie. Der Formstempel ist beispielsweise aus ei­ nem Hartgewebe gebildet. Durch den Kontakt mit dem Form­ stempel geben die auf diesem aufliegenden Bereiche un­ mittelbar Wärme ab. Das hat zur Folge, daß sich diese etwas abgekühlten Bereiche weniger stark verformen als die über dem versenkt ausgebildeten Mittenbereich 21. Beim weiteren Herunterdrücken des Formstempels strecken sich die abgekühlten Bereiche weniger, und es würde eine be­ sonders starke Streckung der Folie über dem Mittenbereich unmittelbar in der Nähe der Ecken 32, 33, 34, 35 erfolgen. Beim Niederdrücken des Formstempels 18 wird über die Bohrungen 23, 24, 25, 26 in den Ecken des Mitten­ bereiches Luft auf die Folie geblasen. Diese strömt von den Ecken aus zur Mitte des Mittenbereiches hin und entweicht schließlich über die Entlüftungsbohrung 29. Dadurch wird eine Abkühlung der Folie über dem Mittenbereich angrenzend an den bereits durch den Kontakt mit dem Formstempel abgekühlten Folienbereich bewirkt. Die bisher scharfe Grenze zwischen abgekühlter Folie und erwärmter Folie wird fließend. Am stärksten ist die Abkühlung in den Ecken des Mittenbereiches selbst. Sie nimmt zur Mitte der Mittenfläche hin ab. Dadurch wird erreicht, daß beim weiteren Hineinfahren des Formstempels in die Unterform hinein bis in die Endstellung zwar der größ­ te Teil der Streckung aus der der Mittenfläche der Folie erfolgt, daß aber gerade die ohne diese Abkühlung besonders stark gestreckten Eckenbereiche durch die stärkste Abkühlung nicht mehr stärker als die übrigen Bereiche gestreckt werden. Die Temperatur der zugeführten Luft und der Druck dieser zu­ führenden Luft werden so eingestellt, daß die Abkühlung gerade in dem Maße erfolgt, daß die Ecken die gleiche Wand­ stärke bekommen wie die übrigen Wandbereiche des Behältnisses.

Ist der Formstempel bis in seine Endstellung in das Unterteil hineinbewegt, dann liegt das tiefgezogene Folienstück 37 nahezu an dem Formeinsatz 13 an, hat aber noch etwas klei­ nere Abmessungen als die Endform. Zu diesem Zweck wird mit­ tels Einschaltens einer Vakuumpumpe und Erzeugen eines Va­ kuums über die Anschlüsse 16, 17 und die Bohrungen 15, 14 die Folie an die Wandungen des Unterteils auf die Endab­ messungen angesaugt. Das Behältnis hat dann eine im wesent­ lichen stabilisierte Form. Der Formstempel wird in das Ober­ teil zurückgezogen. Anschließend wird das Unterteil nach un­ ten wegbewegt, woraufhin der nächste Arbeitstakt beginnt, wobei vorher belüftet wird.

Bei der in den Fig. 4 und 5 gezeigten Ausführungsform sind jeweils mit der oben beschriebenen Ausführungsform übereinstimmende Merkmale mit den gleichen Ziffern bezeich­ net. Die in den Fig. 4 und 5 gezeigte Ausführungsform unterscheidet sich gegenüber der oben beschriebenen Aus­ führungsform dadurch, daß die Mündungen der Luftzufuhrbohrungen 23, 24, 25, 26 aus dem Mittenbereich 21 so zu den Ecken 39, 40, 41, 42 des Formstempels 18 hin verlegt sind, daß diese zwischen den Ecken 32, 33, 34, 35 des Mittenbereiches 21 und den genannten Ecken des Formstempels liegen, wie dies insbesondere in Fig. 5 zu sehen ist. Ferner ist die dem Folienstück 37 zugewandte Oberfläche mit einer Filzummante­ lung 43 bedeckt. Die Form der Filzummantelung 43 ist der äußeren Form des Formstempels angepaßt. In der in den Fig. 4 und 5 gezeigten Ausführungsform weist auch die Filz­ ummantelung 43 an den den Austritten der Bohrungen 23 bis 26 entsprechenden Stellen Löcher 44, 45, 46, 47 auf, so daß über die Anschlußstücke und die Bohrungen zugeführte Luft aus dem Filz austreten kann. Ferner weist die Filzummantelung 43 an der der Entlüftungsbohrung 29 entsprechenden Stelle ei­ ne Öffnung 48 auf, so daß Luft aus dem Mittenbereich frei durch die Entlüftungsbohrung 29 nach außen treten kann.

Der Betrieb der Vorrichtung zum Verformen einer Folie er­ folgt in der gleichen Weise wie oben beschrieben. Die aus den Löchern 44 bis 47 austretende Luft tritt noch näher als bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel an den Ecken 39 bis 42 des Formstempels 18 aus und gelangt zwischen Filz­ ummantelung 43 und Folienstück zum Mittenbereich 21 und von dort durch die Öffnung 48 und die Entlüftungsbohrung 29 nach außen. Dadurch wird wiederum erreicht, daß eine graduelle Abkühlung der nach und nach zu verformenden Folie von den Ecken zum Mittenbereich hin abnehmend erfolgt. Sobald die Folie zu den Ecken gelangt, ist sie so stark abgekühlt, daß die Reckung nicht stärker ist als in anderen Bereichen. Die Filzummantelung bewirkt einerseits, daß die Folie beim Hinüber­ ziehen über die Austrittsöffnungen 44 bis 47 nicht verletzt wird, und andererseits, daß durch die Porosität des Filzes eine gewisse Verteilung der eingeblasenen Luft erfolgt.

In Fig. 6 ist nur der untere Teil des Formstempels 18 in der in Fig. 4 gezeigten Schnittdarstellung wiedergegeben. Der Formstempel 18 stimmt mit der in den Fig. 4 und 5 gezeigten Ausführungsform überein. Lediglich die Filzum­ mantelung 43′ unterscheidet sich gegenüber der vorherbe­ schriebenen Filzummantelung dadurch, daß die Löcher 44 bis 47 nicht vorgesehen sind. Die durch die Bohrungen 23 bis 26 hindurchgeführte Luft wird durch die Filzummantelung hindurchgepreßt. Dadurch wird erreicht, daß die Luft nicht nur punktförmig sondern um die Bohrungen 23 bis 26 herum verteilt jeweils bereichsförmig aus der Filzummantelung austritt. Wie bei dem vorher beschriebenen Ausführungsbei­ spiel gelangt die Luft wieder im wesentlichen zum Mitten­ bereich 21 und tritt durch die Öffnung 48 und die Belüf­ tungsbohrung 29 nach außen.

In dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel ist die Um­ mantelung 43 aus Filz gebildet. Die Dicke des Filzes ist dabei so gewählt, daß die Filzummantelung einerseits eine ausreichende Stabilität besitzt und andererseits die hin­ durchgeblasene Luft gerade so hindurchläßt bzw. verteilt, daß die Eckenbereiche ausreichend abgekühlt werden. Die Filzummantelung kann beispielsweise mittels Verklebens mit dem Formstempel verbunden sein. Anstelle des Filzmaterials kann die Ummantelung auch aus einem anderen Material gebil­ det sein, welches entsprechende Eigenschaften wie Filz auf­ weist.

In obigem Ausführungsbeispiel wird zur Kühlung Luft verwendet. Es kann natürlich auch ein anderes Gas verwendet werden.

Claims (8)

1. Verfahren zum Formen von Behältnissen aus einer Folie mittels eines Formstempels, bei dem die Folie an wenigstens zwei Seiten eingespannt und erwärmt wird, der Formstempel mit einem einen Mittenbereich umschließenden und über diesen zur Folie hin her­ vorstehenden Rand auf die Folie aufgesetzt und die Folie durch Bewegen des Formstempels im wesentlichen senkrecht zur Folie verformt wird, und bei dem der angrenzend an den Randbe­ reich im Mittenbereich befindliche Folienteil während des Verfor­ mens von durch Stellen im Bereich des Randes her zugeführte Luft beaufschlagt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Luft während des Verformens zum Inneren des Mittenbereiches strömt und dort abgeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1 zum Formen eines Ecken aufweisenden Behältnisses, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführung der Luft in den Ecken­ bereichen des zu formenden Behältnisses erfolgt.

3. Vorrichtung zum Formen von Behältnissen aus einer Folie mit­ tels eines Formstempels, mit einer Einrichtung zum Erwärmen der Folie, mit einer Einrichtung zum Einspannen der Folie an wenigstens zwei Seiten und mit einem im wesentlichen senkrecht zur Folien­ ebene gegen diese bewegbaren Formstempel mit einem einen Mitten­ bereich umschließenden und über diesen zu der zu verformenden Folie hin hervorstehenden Rand und mit mit einer Luftzufuhr­ quelle verbundenen Luftzufuhrbohrungen zum Herausblasen von Luft im Bereich des Randes, dadurch gekennzeichnet, daß im Mittenbereich (21) des Formstempels (18) eine gegenüber den Luftzufuhrbohrungen (23-26) zur Mitte des Mittenbereiches hin versetzte Entlüftungsbohrung (29) ange­ ordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Formstempel eckig ausgebildet ist und daß die Luftzufuhrbohrungen (23-26) in den den Ecken des Form­ stempels (18) benachbarten Bereichen angeordnet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die mit der zu verformenden Folie in Kontakt bringbare Oberfläche des Formstempels (18) eine Filz­ ummantelung (43, 43′ ) aufweist, die so ausgebildet ist, daß die Entlüftungsbohrung (29) zur Luftableitung nicht von der Filzum­ mantelung (43, 43′) bedeckt ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Filzummantelung (43, 43′) den Luftzufuhrbohrungen (23, 26) entsprechende Löcher (44-47) zum Austreten von Luft aufweist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittenbereich (21) eckig ausge­ bildet ist und daß die Luftzufuhrbohrungen in dem Bereich zwischen den Ecken (32-35) des Mittenbereiches (21) und den äußeren Ecken (39-42) des Randes (22) vorgesehen sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftzufuhrbohrungen in dem dem Rand benachbarten Teil des Mittenbereiches (21) vorgesehen sind.