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Verfahren zur Herstellung oben offener dosenartig ausgebildeter
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ineinandersteckbarer Behälter mit Mantel aus thermoplastischer Kunststoffolie.
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Verfahren zur Herstellung oben offener dosenartig ausgebildeter ineinandersteckbarer
Behälter mit Mantel aus thermoplastischer Kunststoffolie.
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Die Erfindung betrifft Verfahren zur Herstellung oben offener dosenartiger,
ineinandersteckbarer Behälter, deren Mantel aus thermoplastischer Kunststoffolie
besteht und die eine bauliche Ausbildung besitzen, welche ihnen zufriedenstellende
Querschnittsstabilität verleiht.
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Es ist bekannt, oben offene dosenartige Behälter, die infolge der
konischen Form ihres Mantels ineinandersteckbar sind, dadurch herzustellen, daß
man aus einer Folienbahn einen Zuschnitt ausstanzt oder ausschneidet, der in seiner
Form der Abwicklung eines Kegelstumpfs entspricht; der Zuschnitt wird dann derart
zu einem konischen Hohlkörper geformt, daß man seine der kürzeren Zuschnittkante
nahen Bereiche in überlappender Anordnung bringt, wobei die bezeichneten Kanten
parallel zueinander verlaufen und dann die überlappenden Teile durch Verklebung
miteinander verbindet. Danach wird ein Bodenteil in Form einer Schale mit flachem
Umfangsrand derart am Mantel befestigt, daß die Oberfläche des flachen Schalenumfangsrandes
mit der Oberfläche des Mantels im Bereich seines verjüngten Endes aneinandergrenzen
und durch Verklebung miteinander verbunden sind.
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Das bekannte Verfahren zur Herstellung oben offener ineinandersteckbarer
Behälter, deren Mantel aus Kunststofffolie besteht, ist aufwendig, weil das Folienstück,
das
den Mantel bildet, eine relativ komplizierte Form - nämlich
die der Abwicklung eines Kegelstumpfs - besitzt, das aus einem größeren Folienzuschnitt
oder einer Folienbahn ausgestanzt werden muß. Durch diese Herstellungsweise des
Zuschnitts fällt zwangsläufig erheblicher Folienabfall an.
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Außerdem ist es nach dem bekannten Verfahren erforderlich, den Behälterboden
als Formteil auszubilden, da es nicht möglich ist, am Mantel des bekannten Behälters
als Boden ein flächenhaftes Gebilde zu bilden. Die Befestigung des Bodens und dessen
Ausbildung bedingen erheblichen Arbeitsaufwand und Sorgfalt bei der Durchführung.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren vorzuschlagen,
mit Hilfe dessen es in einfacher Weise möglich ist, oben offene dosenartige ineinandersteckbare
Behälter herzustellen, deren Mantel aus Kunststoffolie besteht, die befriedigende
Querschnittsformsta bilität besitzen und bei dem der Behälterboden in einfacher
Weise am Behältermantel befestigbar ist.
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Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch das in Anspruch
1 angegebene Herstellungsverfahren gelöst.
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Das Verfahrensprodukt ist ein oben offener dosenartig ausgebildeter
Behälter, dessen Mantel aus Kunststoffolie besteht, der eine derartige Form besitzt,
daß Behälter gleicher Ausbildung ineinandersteckbar sind, wobei der Behälter einen
Mantel aus sich in wärmegeschrumpftem Zustand befindlicher thermoplastischer Kunststoffolie
besitzt, der ein rohrförmiges oberes und ein konisches unteres Mantelteil
umfaßt,
wobei der Mantel wenigstens eine umfängliche Kante mit konvex gewölbter Außenseite
besitzt und der Behältermantel an seinem Rand am verjüngten Ende seines konischen
Teils einen umlaufenden, nach innen ragenden Kragen besitzt, an dessen Aueßnseite
ein planer flächenhafter Werkstoffzuschnitt befestigt ist, der den Behälterboden
bildet. Der Durchmesser des Behälters am verjüngten Ende seines konischen Teils
ist bis zu 25% kleiner als der Durchmesser#des rohrförmigen oberen Teils.
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Die beiden bezeichneten Teile des Behältermantels grenzen im Bereich
einer umfänglichen Kante aneinander.
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Bei einer Variante des Verfahrenserzeugnisses besitzt der Mantel auch
im Bereich seines konischen Teils eine Kante nahe dem verjüngten Ende desselben.
Der Querschnitt des Behälters kann kreisförmig oder rechteckig sein.
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Der Mantel des Behälters umfaßt einen rohrartigen oberen und einen
konischen unteren Teil mit verjüngtem Ende. Bevorzugt ist der rohrartige Teil des
Behälters schmal, d.h. seine Höhe ist gering im Vergleich zur Gesamthöhe des Mantels.
Die Wandungen der bezeichneten Teile grenzen im Bereich einer mantelumfänglichen
Kante, deren nach außen weisende Oberfläche konves gewölbt ist, unter Bildung eines
Winkels aneinander.
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Die Kanten am Behältermantel umlaufen jeweils den gesamten Mantelumfang
entlang einer in sich geschlossenen Linie und umgrenzen dabei eine Fläche, deren
Form dem Mantelquerschnitt entspricht. Die Mantellängsachse bildet einen rechten
Winkel mit den bezeichneten Flächen.
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Bevorzugt ist der Durchmesser des Behältermantels im Bereich des verjüngten
Ende seines konischen Teils bis zu 25%, insbesondere bevorzugt 10%, kleiner als
der Durchmesser des rohrförmigen oberen Mantelteils.
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Der Mantel ist an seinen Enden jeweils durch Ränder begrenzt, die
die Stirnflächen des Mantels bilden. Die Mantelstirnflächen verlaufen jeweils in
Ebenen, mit denen die Mantellängsachse jeweils rechte Winkel bildet.
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Vorteilhaft entsprechen sich die Querschnitte der beiden Mantelteile
entsprechen sich in ihrer Form; sie können beispielsweise rechteckig, bevorzugt
quadratisch oder durch eine Kreislinie begrenzt sein. Im übergangsbereich der beiden
genannten Mantelteile haben die Querschnitte beider Teile gleiche Abmessung.
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Der Mantel kann jedoch auch derart ausgebildet sein, daß sein rohrförmiger
Teil kreisförmigen Querschnitt hat und sein konischer Teil einen Querschnitt besitzt,
der von der Kreisform abweicht, beispielsweise rechteckig ist.
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Neuerungsgemäße Behälter haben eine Höhe von beispielsweise 50 bis
350 mm.
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Der Durchmesser des rohrförmigen Mantelteils beträgt beispielsweise
5 bis 25 cm, vorteilhaft beispielsweise 80 bis 200 mm. Der Durchmesser des Mantels
am verjüngten Ende seines konischen Teils beträgt beispielsweise 45 bis 235 mm,
vorteilhaft 75 bis 190 mm.
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Der Mantel besteht aus einem sich in wärmegeschrumpftem Zustand befindlichen
Stück Kunststoffolie, bevorzugt Polyvinylchloridfolie, insbesondere bevorzugt transparenter
Polyvinylchloridfolie.
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Der Mantel hat am verjüngten Ende seines konischen unteren Teils einen
umlaufenden nach innen ragenden flanschartigen Kragen, dessen Breite vorteilhaft
5 bis 7 mm beträgt. Der Kragen erstreckt sich in einer Ebene, die parallel zu der
Ebene der Stirnfläche des Behältermantels an seiner Mündungsöffnung verläuft.
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Bei einer Gesamthöhe des Mantels von beispielsweise 100 mm hat der
rohrförmige Teil desselben beispielsweise eine Höhe von 20 mm.
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Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung hat der Behältermantel
mit Kragen zwei mantelumfängliche Kanten, die parallel abständig zueinander verlaufen;
er ist beispielsweise baulich derart ausgebildet, daß die erste mantelumfängliche
Kante mit konvex gewölbter Außenfläche die Übergangszone zwischen rohrförmigem oberem
Mantelteil und konischem unterem Teil mit verjüngtem Ende bildet und die zweite
mantelumfängliche Kante mit konvex gewölbter Außenfläche am konischen Teil in nahem
Abstand zu seinem verjüngten Ende verläuft.
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Der Abstand der zweiten umfänglichen Kante vom verjüngten Ende des
konischen Mantelteils beträgt bei-
spielsweise 30 mm.
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Bei der angegebenen Ausführungsform umfaßt das konische Teil des Behälters
demnach zwei Zonen mit jeweils unterschiedlich größer Konizität. Die Zone größter
Konizität des konischen Mantelteils ist dabei diejenige, die sich zwischen der zweiten
mantelumfänglichen Kante und dem verjüngten Ende des Mantels erstreckt; diese wird
auch als "Anphasungszone" des konischen Mantelteils bezeichnet.
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Die vorstehend konkretisierte Ausführungsform des Behälters ist insbesondere
dann vorteilhaft, wenn das rohrförmige Teil des Behältermantels hoch im Verhältnis
zur Gesamthöhe desselben ist, weil dann die Anphasung am konischen Teil des Behältermantels
das Entstapeln ineinandergesteckter Behälter erleichtert.
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Sowohl die umfänglichen Kanten am Behältermantel als auch der Kragen
am Ende desselben bilden jeweils Elemente, die zur Querschnittsformstabilität des
Behälters beitragen.
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Behältermäntel, die beispielsweise rechteckigen Querschnitt besitzen,
haben außer wenigstens einer umfänglichen Kante vier Längskanten im Bereich derer
jeweils zwei der insgesamt vier Umfangsflächen aneinandergrenzen. Der Behältermantel
aus einem einzigen Stück Kunststoffolie besitzt eine Überlappungsnaht, die sich
geradlinig von einem Umfangsrand des Mantels zum anderen erstreckt.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind
in den auf Anspruch 1 rückbezogenen Unteransprüchen angegeben. Die Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens wird nachfolgend beispielhaft erläutert.
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Aus einer Folienbahn wird durch längsaxiales überlappendes Falten
derselben fortlaufend ein Rohr gebildet; die überlappungsbereiche werden durch Verklebung
miteinander verbunden.
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Die Herstellung eines Rohres aus einer Folienbahn durch überlappendes
Falten derselben und Verklebung der gefalteten Bahn im Überlappungsbereich ist bekannt,
desgleichen die dazu geeignete Vorrichtung.
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Die zur Herstellung des Rohres verwendete Folienbahn besteht aus thermoplastischem
Kunststoff, insbesondere aus Polyvinylchlorid; insbesondere bevorzugt ist die Folie
transparent.
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Die Folienbahn besteht aus herstellungsbedingt biaxial streckorientierter
Folie, der streckorientierte Status findet darin seinen Ausdruck, daß die Folie
nach Erwärmung auf eine Temperatur im Bereich von 1300 C bis 1400 C infolge Schrumpfung
ihre Länge um 1 bis 5 % , bezogen auf ihre Ausgangslänge, verringert und zugleich
ihre Breite bis zu 40 % , bezogen auf ihre Ausgangsbreite, verkürzt.
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Die biaxial streckorientierte Ausgangsfolie hat vorteilhaft eine Dicke
in Bereich von 150 bis 400 /um, ganz besonders bevorzugt von 250 bis 350 Pm.
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Von dem fortlaufend hergestellten Rohr aus bezeichneter Kunststoffolie
werden Stücke bestimmter Länge jeweils im rechten Winkel zur Rohrlängsachse abgeschnitten.
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Die Rohrstücke sind dadurch charakterisiert, daß sie bei Erwärmung
auf eine Temperatur im Bereich 130 bis 1400 C infolge Schrumpfung der sich bildenden
streckorientierten Folie ihren Durchmesser bis zu 40 % , bezogen auf den Ausgangsdurchmesser,
verringern und zugleich ihre Länge um 1 bis 5 %, bezogen auf ihre Ausgangslänge,
verkürzen.
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Rohrstücke mit den angegebenen durch Wärmeeinwirkung auslösbaren Schrumpfeigenschaften
werden definitionsgemäß als warmformbar bezeichnet.
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Zur Herstellung des Behältermantels aus einem Rohrstück wird dieses
auf ein formstabiles patrizenartig ausgebildetes Formwerkzeug - nachfolgend als
profiliert ausgebildeter Dorn bzw. als profiliertes Widerlagerelement bezeichnet
- geschoben; die Kontur des Formwerkzeugs entspricht dabei der Kontur des Mantelkörpers,
der mit seiner Hilfe hergestellt werden soll; die Abmessungen seiner Flächen entsprechen
denen des herzustellenden Behältermantels.
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Der Dorn ist besteht aus einem Teil, das über seine gesamte Länge
gleichbleibende Form und Abmessungen
seines Querschnitts besitzt
- nachfolgend erstes Dornteil bezeichnet - und ein sich daran anschliessenden konischen
Teil mit verjüngtem Ende, das nachfolgend als zweites Dornteil bezeichnet wird.
Das verjüngte Ende des konischen zweiten Dornteils bildet das Dornende.
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Die dem Dornende zugeordnete Dornstirnfläche ist plan und verläuft
in einer Ebene, zu der die Dornlängsachse einen rechten Winkel bildet. Der Dorn
besitzt wenigstens eine umfängliche Kante mit konvex gewölbter Oberfläche.
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Der Dorn kann einstückig sein oder aus zwei Stücken bestehen.
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Die beiden Dornteile stimmen in der Form ihrer Querschnitte überein.
Bevorzugt sind diese rechteckig, beispielsweise quadratisch oder kreisförmig; der
Dorn kann jedoch auch so ausgebildet sein, daß das erste Dornteil kreisförmigen
Querschnitt hat und das zweite einen Querschnitt, der von der Kreisform abweicht
und beispielsweise rechteckig ist.
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Die beiden Dornteile grenzen im Bereich einer Kante aneinander; die
Kante verläuft entlang einer in sich geschlossenen Linie um den gesamten Dornumfang
und umgrenzt den Dornquerschnitt im Übergangsbereich zwischen den beiden bezeichneten
Dornteilen.
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Die Höhe ds ersten Dornteils eines Dorns zur Herstellung dessen Mantel
nur die oben angegebene Umfangskante besitzt,
ist vorteilhaft gering
im Vergleich zur Gesamthöhe des Dorns; bei einer Gesamthöhe des Dorns von beispielsweise
100 mm beträgt die Höhe des ersten Dornteils beispielsweise 20 mm.
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Bei einer zweiten Verfahrensvariante wird ein Dorn mit einer zweiten
umfänglichen Kante mit konvex gewölbter Oberfläche am konischen Teil derselben nahe
seines verjüngten Endes verwendet. Der Abstand der zweiten umfänglichen Kante vom
verjüngten Ende des Dorns beträgt beispielsweise 30 mm.
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Die beiden umfänglichen Kanten erstrecken sich jeweils um den gesamten
Dornumfang jeweils entlang in sich geschlossen verlaufender Linien und jeweils in
Ebenen, zu denen die Dornlängsachse jeweils rechte Winkel bildet. Der Abstand der
beiden Kanten beträgt beispielsweise 70 mm.
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Der Dorn ist vorteilhaft an einer planen formstabilen Standplatte
derart befestigt, daß seine Längsachse einen rechten Winkel mit dieser bildet und
der planen Stirnfläche am verjüngten Ende seines konischen Teils der Standplatte
abgewandt ist.
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Vorteilhaft besitzt der Dorn einen für Temperierflüssigkeit durchströmbaren
Hohlraum. Eine Zuleitung für diese in den Hohlraum und eine Ableitung für die Flüssigkeit
aus diesem; die Zu- bzw. Ableitung befindet sich jeweils an der der Standplatte
zugewandten Dornfläche, sie führen jeweils durch die Standplatte nach außen.
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Der bevorzugt ausgebildete Dorn besteht vorteilhaft aus Metall.
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Als Temperierflüssigkeit wird beispielsweise Wasser verwendet.
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Die plane formstabile Standplatte für den Dorn ist beispielsweise
quadratisch und so bemessen, daß sie über den Umfangsrand des ersten Dornteils entlang
dessen gesamten Umfangs hinausragt.
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Das wie vorstehend angegebene Rohrstück wird auf den Dorn auf und
über diesen geschoben, wobei das verjüngte Ende des Dorns zuerst in den Hohlraum
des Rohrstücks eindringt.
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Die Länge des Rohrstücks wird so gewählt, daß es mit seinem einen
Ende auf der Oberfläche der Standplatte steht und sein anderes Ende über das verjüngte
Ende des Dorns hinausragt, beispielsweise 1 cm.
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Das verwendete Rohrstück hat einen Innendurchmesser, der deit Durchmesser
des ersten Dornteils angepaßt ist.
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Das auf dem Dorn angeordnete Rohrstück wird dann auf eine Temperatur
im Bereich von 1300 C bis 1400 C, beispielsweise auf eine Temperatur von 1350 C,
erwärmt, beispielsweise in dem man es mit Infrarotstrahlung beaufschlagt.
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Durch die Erwärmung schrumpft das Rohrstück auf die Umfangsfläche
des Dorns auf. Dabei legt sich das über das verjüngte Ende des zweiten Dornteils
herausragende Teil des Schlauchstücks infolge Längenverkürzung und zugleicher Durchmesserverringerung
infolge Schrumpfung teil-
weise an die Stirnfläche des zweiten
Dornteils an. Das teilweise beigeschrumpfte Teil des Rohrstücks wird in noch thermoplastischem
Zustand mit Hilfe eines stempelartig ausgebildeten Werkzeugs an die Stirnfläche
des zweiten Dornteils angepreßt.
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Nach Abkühlung des wie angegeben auf den Dorn aufgeschrumpften Rohrstücks
wird der dadurch gebildete Formkörper aus Folie vom Dorn abgenommen.
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Der in angegebener Weise profilierte hohle Formkörper aus wärmegeschrumpfter
Folie bildet den Behältermantel bestehend aus einem rohrförmigen oberen und einem
konischen unteren Teil mit verjüngtem Ende, wobei die beiden Teile im Bereich einer
umfänglichen Kante aneinandergrenzen und der Durchmesser des Hohlkörper an seinem
verjüngten unteren Ende bevorzugt bis zu 25 % kleiner ist als der Durchmesser an
seinem rohrförmigen Teil. Insbesondere vorteilhaft ist der Hohlkörperdurchmesser
an seinem verjüngten Ende 10 % kleiner als der Durchmesser seines rohrförmigen Teils.
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Aus dem wie angegebenen Behältermantel mit Kragen an seinem verjüngten
konischen Ende wird ein Behälter dadurch ausgebildet, daß man an der Außenseite
des flanschartigen Kragens des wie angegeben hergestellten Behältermantels einen
planen Zuschnitt eines Flächengebildes aus Werkstoff befestigt, der in Form und
Abmessung dem Mantelquerschnitt am verjüngten Ende seines konischen Teils entspricht.
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Der plane flächenhafte Werkstoffzuschnitt besteht vorteil-
haft
aus thermoplastischer Kunststoffolie, insbesondere aus klarsichtiger Polyvinylchloridfolie.
Die Befestigung des Zuschnitts am Kragen des Behältermantels erfolgt beispielsweise
durch Verklebung.
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Die Außenseite des am Mantel befestigten Zuschnitts bildet die Behälterstandfläche.
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Der Dorn bevorzugter Ausbildung wird bei der Verfahrensdurchführung
vorteilhaft in der Weise temperiert, daß man seine Oberfläche auf eine Temperatur
von ca. 400 C bringt bzw. sie auf dieser Temperatur hält.
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Die Temperierung des Dorns erfolgt dadurch, daß man Temperierflüssigkeit
durch den Dorn fortlaufend hindurchführt, deren Temperatur ca. 400 C beträgt.