DE3228332A1 - Verfahren zur herstellung eines duennwandigen kunstharzbehaelters und danach hergestellter kunstharzbehaelter - Google Patents

Description

«2 PATENTANWÄLTE

dr. V. SCHMIED-KOWARZIK · dr. P. WEINHOLD · München DIPL.-ING. G. DANNENBERG · dr. D. GUDEL- dipl.-ing. S. SCHUBERT· Frankfurt

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27. Juli 1982 Gu/Si

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Verfahren zur Herstellung eines dünnwandigen Kunstharzbehälters und danach hergestellter Kunstharzbehälter

· χ/

Beschreibung

Es ist schon lange bekannt, dass Behälter oder Hohlkörper mit Hilfe eines Kunstharzschlauches hergestellt werden, der bei des Technikern der Branche als "PARISON" bekannt ist. Dieser

aus einem Extrusionskopf austretende Schlauch wird zwischen den Schalen einer Form eingeschlossen und in iene Station weitergeleitet, wo er mit Hilfe einer Blasdüse ausgedehnt und an die Oberflächen der Vertiefungen angedrückt wird, die sich in der Form befinden, wodurch sich die Form des Behälters ergibt, der hegestellt werden soll. Es folgen die Fertigungsarbeiten des erhaltenen Behälters (bestehend z.B. in der Beseitigung von Graten und Ansätzen), die es ermöglichen, den Behälter als perfekt ausgebildet und offen zu bezeichnen, bereit zur Weiterleitung an anschliessende Arbeitsstationen, wie z. B. zum Füllen und Verschliessen.

Behälter der bezeichneten Art werden heute zur Verpackung von Flüssigseifen, Reinigungsmitteln und auch von Getränken benutzt. Die genannten Einfüllarbeiten werden normalerweise unter Verwendung von Maschinen durchgeführt, die mit Vorrichtungen zum Greifen und Weiterreichen der Behälter versehen sind, und die durch die hohen Betriebsgeschwindigkeiten eine erhebliche mechanische Belastung auf die Behälter selbst ausüben .

Bei Benutzung von dünnwandigen Behältern, die leicht zerdrückt werden oder dauerhafte Verformungen erleiden können, kommt es vor, dass sich Beulen oder Verformungen bilden, die, ausser dass sie eine Behinderung des Konfektionsz yklus bewirken können, oft auch die Behälter unverwendbar machen, so dass diese ersetzt werden müssen.

Um diesen Nachteil zu vermeiden, hat man daran gedacht, die schon in einer Transportvorrichtung zum Füllen aufgereihten Behälter Maschinen zuzuführen, u/eiche sie der Wirkung einer Blasdüse unterziehen, so dass Druckluft in das Innere des Behältersgeblasen vi/ird und dieser so weit wie möglich wieder in seine ursprüngliche Form gebracht wird, falls er verformt sein sollte.

Dieses Verfahren erfordert die Verwendung won Apparaturen, die synchron mit den Bewegungs- und Haltzeiten der Behälter arbeiten müssen und folglich einer Vorrichtung bedürfen, die, so einfach sie auch sein möge, sich erheblich auf die Produktionskosten der fertigen Produkte auswirkt.

Zweck des Verfahrens nach der vorliegenden Erfindung ist der, unter Befolgen der obengenannten Hohlblastechnik einen Behälter oder einen Hohlkörper herzustellen, der, auch wenn er dünnwandig und aus einem Material hergestellt ist, welches nur einen geringen mechanischen Widerstand aufweist, einen guten Widerstand gegen Schlag bzw. Zerdrücken hat und dadurch die Möglichkeit bietet, einen Behälter zu liefern, der, obwohl der Wirkung durch die mechanischen Mittel zum Greifen und Weiterleiten ausgesetzt (wie Backen oder Greifzangeη, Schieber usw.), nicht die geringste Verformung erleidet oder wenigstens nur eine elastische und vorübergehende Verformung durch den Kontakt mit den mechanischen Elementen.

Nach der Erfindung wird dieser Zweck erreicht durch ein Verfahren zur Herstellung von dünnwandigen Kunststoffbehälterη,

welches folgende Phasen umfasst: Herstellung durch Extrusion von wenigstens einem Schlauch aus erhitztem Kunststoffmaterial;

- Einklemmen von einem oder mehreren Abschnitten des genannten Schlauches zwischen zwei Schalen, welche die Form bilden und innen mit Vertiefungen versehen sind, welche dem herzustellenden Behälter ο den Behältern das Profil geben;

- Einblasen von Luft in das Innere des genannten Schlauches, der sich in der Form noch im plastischen Zustand befindet, so dass er sich ausdehnt und an die Oberflächen der Vertiefungen andrückt, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren folgende Phasen enthält:

a) Herstellung des Behälters oder der Behälter, wobei während der Ausdehnung des Schlauches eine Verlängerung erhalten wird, die sich ohne Unterbrechung nach ausserhalb des Behälters beginnend bei der Öffnung desselben entwickelt, und die mit einem Kanal versehen ist, der den Innenraum des Behälters mit dem Aussenbereich der Form verbindet, und durch den die Luft strömt, die zum Ausdehnen des Schlauches und zum Andrücken desselben an die Wände der Vertiefungen der Form benutzt wird;

b) dichtes Verschliessen des genannten Kanals durch Verschweissen mit Hilfe einer Scfoweissvorrichtung, die synchron mit den Mittel arbeitet, welche das Enblasen der Luft in das Innere des Schlauches vornehmen, so dass der genannte Kanal in einem Abschnitt der genannten Verlängerung verschlossen

wird, der sich oberhalb des Halses des Behälters befindet, und zwar noch vor Beendigung des Blasvorganges, so dass im Inneren des hergestellten Behälters Luft mit einem Druck gehalten wird, der wenigstens dem atmosphärischen Druck entspricht.

Mit dem Verfahren nach der Erfindung erreicht man so einen Druckausgleich im Inneren des Behälters, der diesem einen gewissen mechanischen Widerstand verleiht und das Zerdrükken verhindert.

Vorteilhafterweise können die so hergestellten und versiegelten Behälter lose gelagert und dann nacheinander entlang der Zu führ strecke zu automatischen Maschinen geordnet werden, wobei Verarbeitungsmittel von hoher Geschwindigkeit benutzt werden, ohne das Risiko einzugehen, die Behälter selbst zu beschädigen.

Ausserdem bleiben die Behälter praktisch bis zu dem Füllvorgang fest verschlossen, wobei der Füllvorgang nur dann erfolgen kann, wenn die genannte Verlängerung durch einen einfachen Schnitt entfernt wird, was bei sich bewegenden Behältern und ohne die Notwendigkeit einer besonderen Ausrüstung geschehen kann. Die Behälter bleiben auf diese Weise innen perfekt sauber und können auch nach längerer Lagerzeit unverzüglich benutzt werden.

Wenn schliesslich Materialien von geringer Porosität und als Luftstrom zum Aufblasen des Schlauches keimfreie Luft benutzt werden, so besteht nach dem Verfahren wie in der Er-

findung die Möglichkeit, praktisch innen sterilisierte Behälter zu liefern.

Die Arbeitsphasen des Verfahrens, auf das sich die vorliegende Erfindung bezieht, sowie die Eigenschaften der mit diesem Verfahren hergestellten Behälter werden deutlicher dargestellt in der nachstehenden Beschreibung eines Praduktionszyklus für einen Behälter, und zwar unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen, von denen:

- Abb. 1 schematisch und rein als Beispiel die Hauptelemente eines möglichen Maschinentyps zur Verwirklichung des betreffenden Verfahrens zeigt;

- Abb. 2 zeigt schematisch und zu einem Teil einen möglichen Behältertyp, der nach dem betreffenden Verfahren erhalten wurde, und zj/ar in einer perspektivischen und auf den ο beren Teil des Behälters begrenzten Ansicht einschliesslich der Verlängerung, an der das dichte Verschliessen des Kanals, welcher das Einblasen der Luft in das Innere des Schlauches, aus dem der Behälter erhalten wird, ermöglicht, vorgenommen wird;

- Abb. 3 zeigt den Behälter wie in Abbildung 2, jedoch zum Teil im Schnitt und mit den zum Verschliessen des genannten Kanals benutzten Schweissmitteln, die schematisch angedeutet sind.

Aus der Abbildung 1 ist ersichtlich, dass das Verfahren nach der Erfindung mit einer Maschine verwirklicht werden kann, die zum Beispiel aus einem Extruder 1 mit einem entsprechenden

Trichter 2 besteht, aus dessen Estrusionskopf 3 kontinuierlich ein Schlauch 4 austritt, auch "PARISON" genannt. Praktisch handelt es sich dabei um eine schlauchförmige Vorformung des heissen Kunststoffmaterials. Die Maschine kann einen auf Schienen 6 in beiden Richtungen beweglichen Formhalter 5 haben, der sich wechselweise aus einer mit A bezeichneten Arbeitsposition, in der sich die Extrusionsvorrichtung 1 befindet, in eine mit B bezeichnete Arbeitsposition bewegt, in der sich eine pneumatische Vorrichtung 7 mit einer Blasdüse 8 befindet, durch die das nachstehend beschriebene Einblasen der unter Druck stehenden Luft in das Innere des Schlauchstückes erfolgt, welches in der Form festgehalten wird.

In dem dragestellten Falle besteht die mit 9 bezeichnete Form aus zwei gegeneinander verschiebbaren Schalen im Verhältnis zum Formhalter 5, die mit in den Zeichnungen nicht dargestellten Bewegungsmitteln verbunden sind, welche das Schliessen und Öffnen der Form bewirken, indem sie die Schalen frontal miteinander in Berührung bringen und wieder voneinander ent fernen.

Jede der Schalen weist innen eine Vertiefung auf, die das Profil von einer Hälfte des herzustellenden Behälters bildet. In dem mit der Form 9 dargestellten Fall kann pro Arbeitszyklus nur ein einziger Behälter hergestellt werden. Die genannte Form kann mit mehreren Vertiefungen zu gleichzeitigen Herstellung von zwei oder mehr Behältern versehen

sein. Natürlich muss in diesem Falle die Anzahl der aus dem Extruder 1 austretenden Schläuche 4 der Anzahl der in der Form 9 vorgesehenen Vertiefungen entsprechen, wie auch eine gleiche Anzahl von Blasdüsen 8 in der pneumatischen Vorrichtung 7 vorgesehen sein muss.

Mit 10 ist ein Messer bezeichnet, das sich in der Station A zwischen dem Extruder 1 und der Form 9 befindet. Das Messer 10 dient zum Abschneiden eines Schlauchstückes von dem aus dem Extrusionskopf 3 austretenden Schlauches 4, und zwar in einer Länge je nach der Höhe der herzustellenden Behälters. Die Länge des genannten Stückes wird auf jeden Fall eine solche sein, dass beim Schliessen der Form 9 das untere Ende des Schlauches gequetscht wird und dadurch das genannte Stück am Boden verschliesst.

Mit 11 ist eine Schweissvorrichtung bezeichnet, die sich in dem dargestellten Falle an dem Formhalter 5 befindet und aus zwei Schweisselementen 12 gebildet wird, die gegeneinander arbeiten und von am Formhalter 5 angebrachten Supporten 13 gehalten werden. Jedes dieser Schweisselemente ist mit einer Bewegungsvorrichtung 14 verbunden, welche die wechselweise Bewegung auf einer horizontalen Ebene im Verhältnis zu dem Support 13 und in Richtung der Blasdüse 8 der pneumati schen Vorrichtung 7 bewirkt.

Die Schweisselemente 12 sind so positioniert, dass, wenn die Form 9 in der Arbeitsposition A anhält, sie sich in Haltestel lung in der Arbeitsposition B befinden, und zwar ausgerichtet

auf einer Achse, die die vertikale Achse der Blasdüse 8 schneidet.

Natürlich muss in dem Falle, in dem die Maschine zu Herstellen von mehreren Behältern pro Arbeitszyklus vorgesehen ist, auch die Anzahl der Schweisselemente 12 der Anzahl der aus der Form 9 austretenden Behälter entsprechen, bzw. müssen die Schweisselemente mit einer Anzahl von Schweissköpfen versehen sein, die der Anzahl der aus der Form austretenden Behälter entspricht.

Mit 15 ist eine Sammelvorrichtung der fertigen Behälter bezeichnet, die im Anschluss an die Arbeitsposition B angebracht ist, um die hergestellten Behälter nach und nach aufzunehmen .

Die Weiterleitung der Behälter von der Arbeitsposition B zur Transportvorrichtung 15 kann durch bewegliche Zangen 16 erfolgen, die synchron mit den Schu/eisselementen 12 arbeiten, und zwar von einer Position, in der sie die sich in der Arbeitsposition B befindlichen Behälter greifen, die von der Form freigegeben sind, in eine Position, in der sie die genannten Behälter auf die Sammelfläche 15 setzen, um dann wieder in die Ausgangsposition zurückzugehen.

In der Anfangsphase eines Arbeitszyklus kann man als Beispiel folgende Situation annehmen:

- Der formhalter 5 befindet sich in der Arbeitsposition A und die Form 9 stellt sich mit offenen Schalen dar:

- aus dem Extruder tritt kontinuierlich der Schlauch 4 aus,

der zwischen die offenen Schalen der Form 9 gleitet, und zwar entlang einer Richtung, zu der die Schalen selbst symmetrisch stehen;

- das Messer 10 steht still in einer Position, so dass das Austreten des Schlauches aus dem Kopf des Extruders 1 nicht behindert wird;

- die Schu/eisselemente 12 befinden sich in Haltestellung in der Arbeitsposition B;

- die Blasdüse 8 der pneumatischen Vorrichtung 7 befindet ganz in der oberen Position;

- die Greifzangen 16 sind offen und befinden sich in Haltestellung in der Position B.

Wenn der Schlauch 4 die qevi/ünschte Länge erreicht hat, erfolgt das Schliessen der Form 9 und das Auslösen des Messers .10, welches von dem kontinuierlichen Schlauch ein Stück abschneidet, das in der Form eingeklemmt bleibt.Der Formhalter 5 bewegt sich nun und gleitet aus der Position A in die Position B. Auf diese Weise wird die Form in die Position B gebracht, wobei aus der oberen Öffnung das Schlauchstück herausragt, ausgerichtet zu der Achse des Blasdüse Jetzt senkt sich die Blasdüse 8 in Richtung Form 9 und dringt in die genannte Öffnung ein,

Die pneumatische Vorrichtung 7 liefert Druckluft an die Blasdüse 8 und folglich in das Innere des Schlauches, der sich in der Form 9 noch in einem plastischen Zustand befindet und somit aufgeblasen und an die innere Oberfläche der Vertiefun-

if,

gen in der Form selbst gedruckt wird.

Am Ende der Ausdehnungsphase des Schlauches öffnet sich die Form 9 und der mit 20 bezeichnete Behälter bleibt an der Blasdüse 8 hängen.

Der Formhalter 5 kehrt in die Arbeitsposition A zurück und die Schu/eissvorrichtung 11 wird in die Arbeitsposition B gebracht; ebenfalls die Greifzangen 16 Die Form 9 schliesst sich erneut, während gleichzeitig die Schweisselemente 12 sich einander nähern bis sie eine Position erreichen, in der sie das Zusammendrücken einer Verlängerung 17 bewirken, die an dem Behälter 20 sitzt und sich υ ο η der Öffnung 18 desselben (s. Abb. 2 und 3) aus entwickelt. Gleichzeitig erfolgt das Abschalten der pneumatischen Vorrichtung 7 , und bevor noch das Einblasen der Luft in das innere des Behälters 20 beendet ist, bewirken die Schweisselemente 12 das dichte Verschliessen des Kanales 19, durch den die Luft aus der Blasdüse 8 in das Innere des Behälterkörpers geblasen wurde.

Man erreicht somit, dass der dicht verschlossene Behälter in seinem Innenraum einen Druckausgleich erfährt. Gleichzeitig mit dem Betrieb der Schweisselemente 12 nähern sich beiderseitig die Backen der Greifzangen 16, so dass am Ende des Einblasens der Luft in das Innere des Behälterkörpers 20, wenn sich die Blasdüse 8 wieder abhebt, der Behälter selbst won den genannten Zangenbacken gehalten wird.

E^s folgt nun eine erneute Bewegung des Formhalters 5 aus der Position A in die Position B und die gleichzeitige Verschiebung der Schweissvorrichtung 11 und der Greifzangen 16 aus der Position B in eine Position, in der der Behälter 20 auf der Sammelfläche 15 abgelegt wird Die Schweisselemente 12 gehen nun wieder in die am weitesten voneinander entfernte Position zurück, die Greifzangen 16 öffnen sich und der Herstel 1 ungszyk.1 us für einen Behälter ist beende t. .

Die oben gemachte Darstellung wurde rein als Beispiel gegeben, da das betreffende Verfahren auch mit anderen Maschinen als von Typ der gezeigten verwirklicht werden kann . ,

Zum Beispiel könnten die Schweisselemente 12 in die Form 9 eingebaut sein und dann ausgelöst werden, wenn sich die Form in der Position B befindet und bevor sie sich öffnet

Die mit dem Verfahren nach der Erfindung erhältlichen Behälter enden oben mit einem Hals 22, von dessen Rand oder Öffnung 18 sich eine Verlängerung 17 entwickelt, die mit dem Behälterkörper 20 ein Stück bildet Diese Verlängerung bildet eine Art Verschluss, der mit dem Behälterkörper verbunden ist und den Behälter selbst in einem Druckausgleich hält, wodurch ihm ein guter mechanischer Schlagwiderstand verliehen wird,
Der Behälter 20 kann so lose im tager gehalten oder auch

der Wirkung von mechanischen Greif- oder Transportmitteln unterzogen werden, die mit hoher Geschwindigkeit arbeiten, ohne dass er zerdrückt wird oder bleibende Verformungen
erhält, wodurch die mechanischen Konfektionierarbeiten
erleichtert werden.

Beim Füllen des Behälters 20 kann die Verlängerung 17
leicht von dem Hals 22 abgeschnitten werden, und zwar durch Trenn- oder Schneidvorgänge, die entlang einer Bruchlinie 26 vorgenommen werden, die während des Bl as Vorganges hergestellt wurde und den oberen Rand des Behälterhalses 22
beschreibt ,

Leerseite

Claims (2)

1. ^-^ PATENTANSPRÜCHE

   / 1WVerfahren zur Herstellung von dünnwandigen und zerdrückfesten Kunstharzbehältern, sowie Behälter, die mit diesem Verfahren erhalten wurden, folgende Phasen enthaltend:

   - Vorbereitung zur Extrusion von wenigstens einem Schlauch 4 aus erhitztem Kunststoffmaterial;

   - Einklemmen von einem oder mehreren Stücken des genannten Schlauches 4 zwischen zwei Schalen, welche die Form 9 bilden, und die innen mit Vertiefungen versehen sind, die dem herzustellenden Behälter oder den Behältern das Profil geben ;

   - Einblasen von Luft in den genannten Schlauch oder die genannten Schläuche 4, die sich in der Form und noch in plastischem Zustand befinden, so dass diese sich ausdehnen und an den Oberflächen der Vertiefungen zum Anliegen kommen, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren folgende Phasen umfasst:

   a) Herstellung des Behälters oder der Behälter 20, wobei während der Aufblasphase des genannten Schlauches eine Verlängerung 17 gebildet wird, die sich ohne Unterbrechung von Hals 22 des Behälters an nach aussen entwickelt und mit einem Kanal 19 versehen ist, der den Innenraum des Behälters mit dem Aussenbereich der Form 9 verbindet, und durch den die zum Aufblasen und Andrücken an die Oberflächen der Vertiefungen in der Form 9 benötigte Luft strömt;

   b) dichtes Verschliessen des genannten Kanales durch Verschweissen mittels einer Schweissvorrichtung 12, die synchron mit den Mitteln arbeitet, welche das Einblasen der Luft in das Innere des Schlauches vornehmen, so dass der genannte Kanal 19 in einem Abschnitt der genannten Verlängerung 17, die sich oberhalb des Behälterhalses befindet, noch von Beendigung des genannten Einblasens der Luft dicht verschlossen wird, so dass im Inneren des hergestellten Behälterkörpers die Luft unter einem solchen Druck gehalten wird, der wenigstens dem Wert des atmosphärischen Dructe entspricht.
2. 2) Behälter aus Kunstharz, hergestellt nach dem Verfahren wie in Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er in einem Stück mit dem Behälterkörper 20 eine Verlängerung 17 aufweist, die während der Formphase erhalten und oberhalb der Öffnung des Behälters verschlossen wird, wobei die genannte Verlängerung entlang einer vorgesehenen Bruchlinie 26, die den oberen Rand des Halses 22 des Behälters 20 bildet, abtrennbar ist.