DE3929665A1

DE3929665A1 - Closure element for flexible plastic container - has threaded tubular section and extended flange with closed outer face and undercut inner face

Info

Publication number: DE3929665A1
Application number: DE3929665A
Authority: DE
Inventors: Bernd Schenk
Original assignee: Schenk Helga
Current assignee: Schenk Helga
Priority date: 1989-09-07
Filing date: 1989-09-07
Publication date: 1991-03-14

Abstract

The invention relates to a closure element forming a filling and pouring tube in a thin-walled plastic container. The closure element is added during container moulding in a blow or vacuum moulding tool. The closure element has a tubular extension and a circumferential flange extension which is welded to the container film material. The extended flange has a closed outer face around the circumference and is undercut on the inner face. An improved transfer of load from the cutting edge to the closure element during welding is achieved. USE/ADVANTAGE - For the filling or pouring section of a container produced in thin plastic film. The weld between the closure element and the adjacent film has better quality.

Description

Die vorliegende Neuerung bezieht sich auf ein form stabiles Verschlußelement für flexible Kunststoffbehäl ter nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The present innovation relates to a form stable closure element for flexible plastic containers ter according to the preamble of claim 1.

Flexible Kunststoff-Behälter mit formstabilen Anschluß elementen wie zum Beispiel Füll- und/oder Entnahme stutzen, oder auch einstückigen Tandemgarnituren mit integriertem Füll- und Entnahmestutzen sind zum Teil lange bekannt und sie haben sich als sogenannte Flüs sigkeitsverpackungen auch gut bewährt. Behälter der genannten und bekannten Art gibt es in unterschied lichsten geometrischen Ausführungen. Bezüglich der Herstellungsverfahren unterscheidet man nach dem Stand der Technik sogenannte Flachfolienbehältnisse und Behältnisse, die aus verformtem Folienmaterial beste hen, wobei letzteres Verfahren als sogenanntes Vakuum- Tiefzieh-Verfahren von Flachfolienbahnen, oder in Form des Extrusions-Blas-Verfahrens von Folienschlauch material ausgeht.Flexible plastic container with dimensionally stable connection elements such as filling and / or removal trim, or with one-piece tandem sets integrated filling and removal nozzle are partly known for a long time and they have become so-called rivers liquid packaging has also proven itself. Container of known and known types exist in different ways most geometrical designs. Regarding the A distinction is made between manufacturing processes according to the status the technology of so-called flat film containers and Containers that are made of deformed foil material hen, the latter method as a so-called vacuum Thermoforming process of flat film webs, or in Form of extrusion blow molding process from film tube material runs out.

Zum Befüllen mit flüssigem oder zumindest fließ- oder rieselfähigem Medium oder/und auch zum Entnehmen dieses Mediums weisen die bekannten Behälter sogenannte An schlußelemente auf, über die gewissermaßen der Innen raum des Behälters mit dem Außenraum kommunizieren kann. For filling with liquid or at least flowing or pourable medium or / and also for removing this The known containers have so-called medium closing elements, about the inside, so to speak Communicate the space of the container with the outside can.

Bei den genannten Flachfolienbehältern werden die Anschlußelemente nach der Herstellung des Behälters flächig auf eine Folienhälfte aufgeschweißt; bei den aus verformter Folie hergestellten dreidimensional verformten Behältern werden die Anschlußelemente form- und kraftschlüssig in einer Öffnung des geformten Behälters fixiert.With the flat film containers mentioned, the Connection elements after the manufacture of the container welded flat onto one half of the film; both three-dimensional made from deformed film deformed containers, the connection elements are shaped and non-positively in an opening of the molded Container fixed.

Den bekannten Behältern ist somit gemein, daß die Verbindung der Behälter mit den jeweiligen Anschluß elementen stets nach der Herstellung der Behälter erfolgt und zwar unabhängig von der Behälterfertigung an sich. Die Anbringung der Anschlußelemente erfolgt also stets nach dem Formen und Verschweißen der Folien in einem getrennten Montageschritt.The known containers are common that the Connection of the container with the respective connection elements always after the production of the container takes place regardless of the container production per se. The connection elements are attached always after the foils have been shaped and welded in a separate assembly step.

In Verbindung mit dem genannten Extrusions-Blas-Ver fahren ist es zwar bereits bekannt, die Anschlußele mente auf dem Blasdorn in der Trennebene des Formwerk zeugs zu positionieren und über den Innnendruck im Formwerkzeug nach Art einer Preßschweißung mit der Folie zu verschweißen. Diese Verfahrensweise ist jedoch nur in Verbindung mit einem diskontinuierlichen Betrieb der Maschine anwendbar, so daß relativ lange Zyklus zeiten resultieren; darüber hinaus ist dieses Verfahren von der Fertigungsqualität her nicht ganz unproblema tisch.In connection with the mentioned extrusion blow Ver driving it is already known, the Anschlussele elements on the blow mandrel in the parting plane of the molding position and the internal pressure in the Forming tool in the manner of a pressure weld with the To weld foil. However, this procedure is only in connection with discontinuous operation the machine applicable, so that relatively long cycle times result; moreover, this procedure not entirely unproblematic in terms of manufacturing quality table.

In Verbindung mit dem genannten Vakuum-Tiefzieh-Ver fahren war trotz dessen Wirtschaftlichkeit und ökolo gischer Vorteile aufgrund der möglichen Dünnwandigkeit der Behälter bisher davon abgesehen worden, die An schlußelemente unmittelbar nach der Extrusion des Folienmaterials mit diesem zu verbinden. Als problema tisch wurde dabei angesehen, daß die Anschlußelemente beim Einbringen zwischen die Folienbahnen mit diesen nicht nur an den für die Verschweißung vorgesehenen Stellen in Kontakt kommen, sondern auch an anderen Stellen, und daß dadurch Ausschuß entstehen würde.In connection with the vacuum deep-drawing Ver Despite this, driving was economical and ecological advantages due to the possible thin walls the container has so far been disregarded the An closing elements immediately after the extrusion of the To connect foil material with this. As a problem table was considered that the connection elements when inserting them between the film webs not only on those intended for welding Places come into contact, but also in others And that this would result in rejects.

Die Qualität der Schweißverbindung zwischen dem Ver schlußelement und dem Kunststoffbehälter wird zum ganz wesentlichen Teil von der Flächenpressung zwischen dem Folienmaterial und dem Verschlußelement, und von der Wärmeabfuhr im Bereich der zu verschweißenden Flächen bestimmt.The quality of the welded connection between the ver closing element and the plastic container becomes very important part of the surface pressure between the film material and the closure element, and of heat dissipation in the area to be welded Areas determined.

Die der vorliegenden Neuerung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, ein gattungsgemäßes Verschlußelement anzugeben, das im Hinblick auf die vorgenannten Grund forderungen bezüglich der Fertigungsqualität optimiert ist.The task underlying the present innovation consists of a generic closure element indicate that with regard to the aforementioned reason Production quality requirements optimized is.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die flansch artige Erweiterung umfangsseitig eine in sich geschlos sene Oberfläche aufweist, und daß sie von der dem Rohransatz abgewandten Seite her hinterschnitten ist. Weiterbildungen dieses Verschlußelements sind Gegen stand der Ansprüche 2 und 3.This object is achieved in that the flange like extension circumferentially one self-contained sene surface, and that it from the Undercut facing away from the pipe neck. Developments of this closure element are counter state of claims 2 and 3.

Die Einzelheiten des neuerungsgemäßen Verschlußelements werden im folgenden anhand der Zeichnung näher erläu tert. Diese zeigt inThe details of the new closure element are explained below with reference to the drawing tert. This shows in

Fig. 1 einen Ausschnitt einer Vorrichtung zum Vakuum-Tiefziehen von Behältern; Figure 1 shows a section of a device for vacuum deep drawing of containers.

Fig. 2 eine Querschnittsdarstellung der Einzelheit "A" nach Fig. 1 durch ein Verschlußelement in Verbindung mit den zum Verständnis der Neuerung erforderlichen Details einer durch eine Tiefziehform geführten Folien bahn. Fig. 2 is a cross-sectional view of the detail "A" of FIG. 1 by a closure element in conjunction with the details necessary for understanding the innovation of a sheet guided by a deep-drawing mold.

In Fig. 1 ist eine Strangpresse angedeutet, die ge schmolzenen Kunststoff über ein Doppelmundstück 1 in Form von zwei getrennten Folienbändern 3, 4 aus stößt. Die nicht dargestellten beiden Öffnungen des Doppelmundstücks 1 sind im Abstand zueinander angeord net, so daß die Folienbänder 3, 4 ebenfalls im Abstand zueinander ausgepreßt werden.In Fig. 1, an extruder is indicated, the GE melted plastic via a double mouthpiece 1 in the form of two separate film strips 3 , 4 pushes out. The two openings of the double mouthpiece 1 , not shown, are net at a distance from one another, so that the foil strips 3 , 4 are also pressed out at a distance from one another.

Die Folienbänder 3, 4 werden dann - in gehörigem Ab stand von der Strangpresse - längs ihrer seitlichen Längskanten mittels eines Abziehmechanismus gefaßt und abgeführt. Letztendlich wird dann ein fertiger Behälter 2 aus den Rest-Folienbändern ausgetrennt. Die Ausstoßrichtung der Folienbänder 3, 4 ist mit X gekennzeichnet.The film strips 3 , 4 are then - in proper From stood by the extruder - along their lateral longitudinal edges by means of a peeling mechanism and removed. Ultimately, a finished container 2 is then separated from the remaining film strips. The direction of ejection of the foil strips 3 , 4 is marked with X.

Das eigentliche Funktionselement der Vorrichtung ist eine aus zwei Formhälften 5, 6 bestehende Form, in der der Behälter 2 gebildet wird. Die Formhälften 5, 6 weisen je eine Kavität 7, 8 auf, an die von außen her Vakuum angelegt wird, wodurch der Teil des Folien bandes 3 beziehungsweise 4 der gerade vor der Kavität 7, 8 der entsprechenden Formhälfte 5, 6 zu liegen kommt in diese Kavität 7, 8 hineingezogen und zu einer Behälterhälfte verformt wird. Durch gleichzeitiges Zusammenpressen der Formhälften 5, 6 wird sodann das noch plastische Material der Folienbänder 3, 4 längs einer Kante um die Kavität 7, 8 miteinander ver schweißt.The actual functional element of the device is a mold consisting of two mold halves 5 , 6 , in which the container 2 is formed. The mold halves 5 , 6 each have a cavity 7 , 8 , to which vacuum is applied from the outside, as a result of which the part of the film strip 3 or 4 which comes to lie just in front of the cavity 7 , 8 of the corresponding mold half 5 , 6 this cavity 7 , 8 is drawn in and deformed into a container half. By simultaneously pressing together the mold halves 5 , 6 , the still plastic material of the foil strips 3 , 4 is welded together along an edge around the cavity 7 , 8 .

Nach Ablauf einer vom Material der zu formenden Behäl ter 2 abhängigen Kühlzeit wird die Form dann wieder geöffnet und der fertige Behälter 2 kann aus dem rest lichen als Trägerfolie dienenden Folienband ausgetrennt werden.After elapse of a material from the ter to be molded Behäl 2 dependent cooling time the mold is then opened again and the finished container 2 can be separated from the residual serving as a carrier foil foil tape.

Die einzelnen Verfahrensschritte werden nochmals kurz skizziert:The individual process steps are brief again outlines:

Zunächst befinden sich die Formhälften 5, 6 in ihrer Ausgangsstellung, der sogenannten Zusammenfahrstellung, unterhalb der Strangpresse. Die Formhälften 5, 6 sind geöffnet und zwischen ihnen werden die Folienbänder 3, 4 hindurchgeführt und zwar mit einer vorgegebenen Ausstoßgeschwindigkeit.First, the mold halves 5 , 6 are in their starting position, the so-called collapsing position, below the extrusion press. The mold halves 5 , 6 are open and the foil strips 3 , 4 are passed between them, with a predetermined ejection speed.

Die beiden Formhälften 5, 6 weisen an ihren den Folien bändern 3, 4 zugewandten Seiten je eine halbkreis förmige zur Außenseite hin erweiterte Hinterschneidung auf. Der kleinere Radius dieser Hinterschneidungen entspricht dem Durchmesser eines runden Verschlußele ments; der größere Radius der Hinterschneidung bildet zwischen den den Kavitäten 7, 8 benachbarten kleineren Radius und der Außenseite der Formhälften 5, 6 einen Freiraum, der letztlich dazu dient, eine Anlage des Folienmatierials am eingesetzten und einzuschweißenden Verschlußelement zu verhindern. The two mold halves 5 , 6 have on their strips 3 , 4 facing the films each have a semicircular undercut to the outside expanded. The smaller radius of these undercuts corresponds to the diameter of a round closure element; the larger radius of the undercut forms a space between the smaller radius adjacent to the cavities 7 , 8 and the outside of the mold halves 5 , 6 , which ultimately serves to prevent the film material from contacting the closure element used and to be welded in.

Zwischen die beabstandeten Folienbänder 3, 4 wird bei geöffneten Folienhälften 5, 6 mittels einer Posi tioniereinrichtung, zum Beispiel eines Handhabungs geräts, ein Verschlußelement 10 eingeführt. Nunmehr wird an die Kavitäten 7, 8 der Formhälften 5, 6 Vakuum angelegt und die Folienbänder 3, 4 verformen sich, d. h. sie legen sich flächig an die Wände der Kavitäten 7, 8 an.Between the spaced film strips 3 , 4 is opened with opened film halves 5 , 6 by means of a positioning device, for example a handling device, a closure element 10 . Now vacuum is applied to the cavities 7 , 8 of the mold halves 5 , 6 and the film strips 3 , 4 deform, ie they lie flat against the walls of the cavities 7 , 8 .

Gleichzeitig werden die Formhälften 5, 6 zusammenge fahren, bis schließlich die Tiefziehform als Ganzes geschlossen und ein fertiger Behälter 2 in den komple mentären Kavitäten 7, 8 eingeschlossen sind. Beim Schließen der Formhälften 5, 6 ist das Verschlußelement 10 richtig positioniert und es wird beim Zusammenfahren der Hinterschneidungen gegen deren kleineren Durchmes ser gedrückt, verschweißt und abgequetscht. Somit ist also in einem einheitlichen Arbeitsschritt ein Behälter 2 mit einem verschweißten Verschlußelement 10 fertig.At the same time, the mold halves 5 , 6 move together until finally the deep-drawing mold as a whole is closed and a finished container 2 is enclosed in the complementary cavities 7 , 8 . When closing the mold halves 5 , 6 , the closure element 10 is correctly positioned and it is pressed, welded and squeezed out when the undercuts move together against their smaller diameters. Thus, a container 2 with a welded closure element 10 is thus finished in a single work step.

Anschließend wird die Tiefziehform wieder geöffnet, d. h. es werden die Formhälften 5, 6 auseinandergefah ren. Der Behälter 2 hängt nunmehr an den kontinuierlich ablaufenden Folienbahnrändern und wird von der Tief ziehform wegtransportiert - während diese (vergleiche DE-PS 35 13 399) in die Ausgangsstellung zurückgefahren wird.Then the deep-drawing mold is opened again, ie the mold halves 5 , 6 are moved apart. The container 2 now hangs on the continuously running film web edges and is transported away from the deep-drawing mold - while this (see DE-PS 35 13 399) is in the starting position is reduced.

Der fertige und abgekühlte Behälter 2 wird sodann aus der Trägerfolie ausgetrennt. The finished and cooled container 2 is then separated from the carrier film.

Ein Problempunkt in Verbindung mit der vorstehend erläuterten Vorrichtung liegt im Bereich der genannten Hinterschneidungen, da während der Zuführung des Ver schlußelements 10 und der Verformung der Folienbänder 3, 4 gewährleistet sein muß, daß keine gegenseitigen Berührungen auftreten. Darüber hinaus ist auch sicher zustellen, daß die Verschweißung zwischen dem Ver schlußelement 10 und dem anliegenden Teil der Folien bänder 3, 4 qualitativ einwandfrei ist.A problem in connection with the above-mentioned device lies in the area of the undercuts mentioned, since during the feeding of the closure element 10 and the deformation of the foil strips 3 , 4 it must be ensured that no mutual contact occurs. In addition, it must also be ensured that the weld between the closure element 10 and the adjacent part of the foil strips 3 , 4 is of perfect quality.

Zur Lösung dieser Problematik ist das Verschlußelement 10 spezifisch ausgestaltet. Dies soll anhand der in Fig. 2 vergrößert dargestellten Einzelheit "A" der Darstellung nach Fig. 1 erläutert werden.To solve this problem, the closure element 10 is specifically designed. This will be with reference to in Fig. 2 is an enlarged detail "A" shown to the illustration of FIG. 1 explained.

In Fig. 2 ist ein Teil eines Verschlußelements 10 dargestellt, das beispielsweise ein Rohrstutzen mit einem Gewindeansatz 11 und einer flanschartigen Er weiterung 12 sei. Das genannte Handhabungsgerät faßt dieses Verschlußelement 10 am Gewindeansatz 11 und führt das Verschlußelement 10 so zwischen die Folien bänder 3 (4), daß die flanschartige Erweiterung 12 korrespondierend zur Oberkante der Kavität 7 (8) zu liegen kommt. Beim Zusammenfahren der Formhälften 5 (6) wird das Folienband 3 (4) gegen die flanschartige Erweiterung 12 gedrückt und abgetrennt. Die Preßkanten der Formhälften 5 (6) sind entsprechend konisch aus gebildet, so daß eine Schneidkante 13 entsteht. Mit dem Zusammenfahren der Formhälften 5 (6) werden somit einerseits die verformten Folienbänder 3 (4) abge quetscht und andererseits über den Wärmeinhalt der Folienbänder 3 (4) an die flanschartige Erweiterung 12 des Verschlußelements 10 angeschweißt. In Fig. 2, a part of a closure element 10 is shown, which is, for example, a pipe socket with a threaded approach 11 and a flange-like extension 12 . Said handling device grips this closure element 10 on the threaded shoulder 11 and guides the closure element 10 between the foils 3 ( 4 ) that the flange-like extension 12 corresponds to the upper edge of the cavity 7 ( 8 ). When the mold halves 5 ( 6 ) move together, the film strip 3 ( 4 ) is pressed against the flange-like extension 12 and separated. The press edges of the mold halves 5 ( 6 ) are formed conically, so that a cutting edge 13 is formed. With the moving together of the mold halves 5 (6), the deformed film strips are 3 (4) abge crimped and on the other hand welded through the heat content of the film strips 3 (4) to the flange-like extension 12 of the shutter member 10 thus on one hand.

Um die Qualität der letztgenannten Verschweißung be ziehungsweise den Wärmefluß vom Folienband 3 (4) zur flanschartigen Erweiterung 12 zu optimieren, ist dieser so ausgebildet, daß er mit seiner Umfangsseite 14 formschlüssig an der korrespondierenden Umlaufkante der Formhälften 5, 6 anliegt, jedoch außerhalb des der Schneidkante 13 gegenüberliegenden Bereichs materialmäßig geschwächt ist. Dies ist so realisiert, daß die flanschartige Erweiterung 12 von der freien Seite her hinterschnitten ist, so daß die Schneidkante 13 gegen einen massiven Bereich stößt, während der benachbarte Teil relativ dazu geschwächt ist. Damit entsteht - wie in der Zeichnung dargestellt - für den Zwickel zwischen der Schneidkante 13 und der kor respondierenden Kante der Kavität 7 (8), in den Kunst stoffmaterial eingequetscht wird, ein optimaler Wärme übergang zum Verschlußelement 10 hin. Andererseits wird durch die Verjüngung der flanschartigen Erweite rung 12 zum Innenraum der Form, d. h. zu den Kavitäten 7 (8) hin eine elastische Anlage der Formhälften 5, 6 gegen die stirnseitige Kante der Erweiterung 12 ge währleistet, womit die Beanspruchung des Folien materials reduziert wird - die Gefahr der Brüchigkeit des Folienmaterials des fertigen Behälters 2 ist somit minimiert.In order to optimize the quality of the last-mentioned weld or the heat flow from the film strip 3 ( 4 ) to the flange-like extension 12 , the latter is designed such that it lies with its peripheral side 14 in a form-fitting manner on the corresponding peripheral edge of the mold halves 5 , 6 , but outside of that Cutting edge 13 opposite area is weakened in material. This is realized in such a way that the flange-like extension 12 is undercut from the free side, so that the cutting edge 13 abuts against a solid area, while the adjacent part is weakened relative to it. This creates - as shown in the drawing - for the gusset between the cutting edge 13 and the cor responding edge of the cavity 7 ( 8 ), in which plastic material is squeezed, an optimal heat transfer to the closure element 10 . On the other hand, the tapering of the flange-like enlargement 12 to the interior of the mold, ie to the cavities 7 ( 8 ) ensures elastic contact of the mold halves 5 , 6 against the front edge of the extension 12 , thus reducing the stress on the film material - The risk of fragility of the film material of the finished container 2 is thus minimized.

Zur Versteifung der flanschartigen Erweiterung 12 können radiale Rippen 15 vorgesehen sein, die sich gegebenenfalls auch längs der Innenwandung des Rohr stutzens fortsetzen können (siehe Zeichnung). Diese Innenwandung, die an einem - nicht dargestellten - Haltedorn für das Verschlußelement 10 anliegt, kann dabei von der flanschartigen Erweiterung 12 ausgehend konisch konvergierend ausgebildet sein, wobei dann von den radialen Rippen 15 ausgehende konische Verstär kungsrippen 16 axial zum Haltedorn verlaufen. Über diese beim Schließ- und Schweißvorgang am Haltedorn anliegenden Verstärkungsrippen 16 wird die Krafteinlei tung von der Schneidkante 13 zum Verschlußelement 10 verbessert.To stiffen the flange-like extension 12 , radial ribs 15 can be provided, which may also continue along the inner wall of the pipe socket (see drawing). This inner wall, which rests on a - not shown - holding mandrel for the closure element 10 , can be formed conically converging starting from the flange-like extension 12 , in which case starting from the radial ribs 15 conical reinforcing ribs 16 extend axially to the holding mandrel. About this during the closing and welding process on the holding mandrel reinforcing ribs 16 , the Krafteinlei device from the cutting edge 13 to the closure element 10 is improved.

Abschließend soll noch angemerkt werden, daß das neue rungsgemäße Verschlußelement nicht nur in Verbindung mit dem vorbeschriebenen Vakuum-Tiefzieh-Verfahren vorteilhaft anwendbar ist, sondern auch in Verbindung mit dem Extrusions-Blas-Verfahren.Finally, it should be noted that the new Closure element according to the invention not only in connection with the vacuum deep-drawing process described above is advantageously applicable, but also in connection with the extrusion blow molding process.

Claims

1. Dimensionally stable closure element,
in particular for filler or pouring spouts for welding into flexible thin-walled plastic containers made from deformed film during their manufacture in a hollow mold,
for example in a deep-drawing or blow mold,
wherein an outwardly projecting tube extension is provided which has a circumferential flange-like extension with which the film material of the plastic container is welded, characterized in that
that the flange-like extension has a self-contained surface on the circumference, and
that it is undercut from the side facing away from the pipe neck.

2. Closure element according to claim 1, characterized, that the flange-like extension of the Undercut the side of the pipe facing away from you is that over the circumference ribs ver stay.

3. Closure element according to claim 1 or 2, characterized, that the inner wall of the pipe neck of the Starting from the flange-like extension converging towards the free end face behind is cut and in the extension of the ribs arranged reinforcing ribs.