DE60004734T2

DE60004734T2 - Verfahren zum Herstellen von Verpackungen und dazugehörende Vorrichtung

Info

Publication number: DE60004734T2
Application number: DE60004734T
Authority: DE
Inventors: Michel Marcel; Christophe Marcel
Original assignee: TECHNOLOGIQUE DE PRECISION MECANIQUE NOISY-LE-GRAND Ste; TECHNOLOGIQUE DE PREC MECANIQU; Technologique De Precision Mecanique Ste
Current assignee: Ermi Form Sarl Chateaudun Fr
Priority date: 1999-06-24
Filing date: 2000-06-19
Publication date: 2004-08-19
Anticipated expiration: 2020-06-20
Also published as: US20030122287A1; FR2795360B1; ES2206159T3; EP1063077B1; CA2365330A1; EP1063077A1; FR2795360A1; DE60004734D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Verpackungsartikeln und eine entsprechende Herstellungsmaschine.
Sie dient zur Herstellung von Artikeln zur Lagerung von Produkten, insbesondere Lebensmittelprodukten oder kosmetischen Produkten, in Form von Tiegeln oder Flaschen, mit einem hohlen Körper, der mit einem offenen Ende versehen ist, das einen Hals bildet, das heißt von Artikeln mit einem Körper, bei dem mindestens bestimmte Abschnitte größer sind als die der Öffnung.
Eine der besten Techniken zur Herstellung solcher Artikel zu niedrigen Kosten besteht in dem Verfahren gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Ein solches Verfahren ist aus dem Dokument FR-I 427 784 bekannt.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung bereitzustellen, welche die Herstellung von Artikeln dieser Art zu geringen Kosten ermöglichen und in eine Herstellungs- und Verpackungsstraße integriert werden können.
Die Erfindung hat ein Verfahren zur Herstellung von Artikeln nach Anspruch 1 zum Gegenstand.
Dabei wird die Matrix des Artikels nach der Öffnung des Werkzeuges beibehalten, wodurch es möglich ist, den Artikel zu einer Verpackungsstation zu transportieren und die Menge des verwendeten Rohstoffs zu begrenzen.
Das Herstellungsverfahren gemäß der Erfindung kann unter anderem eine oder mehrere der Eigenschaften der Unteransprüche 2 bis 4 aufweisen.
Die Erfindung hat ferner eine Maschine zur Herstellung von Verpackungsartikeln gemäß Anspruch 5 zum Gegenstand.
Diese Maschine kann ebenfalls eine oder mehrere der Eigenschaften der Unteransprüche 6 bis 9 aufweisen.
Weitere Eigenschaften und Vorteile werden aus der folgenden Beschreibung, die lediglich beispielhaften Charakter hat, unter Bezugnahme auf die beigelegten Zeichnungen hervorgehen, wobei:
1 eine schematische Schnittansicht einer Maschine zur Herstellung von Verpackungsartikeln gemäß der Erfindung ist, nach dem Schritt, bei dem eine Folie oder ein Band eines thermoplastischen Materials auf die Öffnung des Werkzeuges aufgebracht wurde;
2 die Maschine von 1 nach dem Blasformen des Rohlings darstellt; und
3 die Maschine von 1 nach dem Öffnen des Werkzeuges darstellt.
In den 1 bis 3 wird eine Maschine zur Herstellung von Produktverpackungsartikeln gezeigt, die durch das allgemeine Bezugszeichen 10 gekennzeichnet ist.
Diese Maschine dient zur Herstellung von hohlen Artikeln 12 (3), die einen hohlen Körper 14 umfassen, der mit einem offenen Ende 16 versehen ist, das einen Hals bildet, durch Tiefziehen einer thermoplastischen Folie oder eines thermoplastischen Bands.
Das heißt, sie dient zur Herstellung von Artikeln, bei denen mindestens bestimmte Abschnitte größer als jene des offenen Endes 16 sind.
Die Maschine 10 umfasst im Wesentlichen ein Werkzeug 18, dessen Innenform der Form des fertigen Artikels 12 entspricht, und eine Tiefziehvorrichtung, die einen Kolben 20 aufweist, der mit motorischen Mitteln (nicht dargestellt) verbunden ist, die in einem Gehäuse 22 angeordnet sind.
Der Kolben 20 ist axial in einem Führungszylinder 24 des Gehäuses 22 zwischen einer eingezogenen Ruheposition, in 1 dargestellt, in der er sich außerhalb der Form 18 befindet, und einer aktiven Tiefziehposition, in 2 sichtbar, in welcher der Kolben in die Form eindringt, um einen Rohling auszubilden, verschiebbar.
Wie insbesondere in 1 zu sehen ist, mündet der Führungszylinder 24 in die Werkzeugform und ist mit einer Druckluftversorgungsleitung 26 versehen, die dazu bestimmt ist, mit einer entsprechenden Versorgungsquelle (nicht dargestellt) verbunden zu werden.
Ein Satz an Dichtungen, wie jene bei 28, ist zwischen dem Zylinder 24 und dem Rest des Gehäuses 22 und zwischen dem Kolben 20 und dem Gehäuse 22 angeordnet, so dass die Luftdichtheit der Anordnung gewährleistet wird.
Wie in 1 und 2 zu sehen, besteht das Werkzeug 18 aus der Verbindung von drei Stufen von Formelementen 30, 32 und 34, die jeweils eine Matrize für das Formen eines Artikelabschnitts darstellen und jeweils mit motorischen Steuermitteln zum Öffnen und Schließen des Werkzeuges (nicht dargestellt) verbunden sind.
Diese Stufen 30, 32 und 34 erstrecken sich jeweils von oben nach unten in der Maschine.
Die obere Stufe 30 besteht aus der Verbindung eines Paares zerlegbarer Werkzeugelemente. Sie dient zum Formen des Oberteils der Artikel 12 und ist auf der Höhe ihres oberen Endabschnitts 36 mit einem ringförmigen Stempel 38 versehen, der dazu bestimmt ist, mit einem Sitz 40 als Komplementärform zusammenzuwirken, der von einer Gegenform 41 getragen wird, die mit dem Führungszylinder 24 einstückig ist, um eine thermoplastische Folie oder ein thermoplastisches Band, das für die Herstellung der Artikel 12 verwendet wird, zu beschneiden oder um die Artikel zu beschneiden, so wie im Folgenden beschrieben.
Die Zwischenstufe 32 weist eine Ringform auf und dient zum Formen des Zwischenabschnitts der Artikel 12, das heißt jenes Abschnitts, der die Bereiche mit den größten Querschnitten aufweist.
Sie wird auch für die Dekoration der Artikel verwendet und erhält zu diesem Zweck zum Beispiel vor dem Schließen des Werkzeuges ein dekoratives, selbstklebendes Etikett.
Die untere Stufe 34 dient schließlich zum Formen des Bodens der Artikel 12. Sie weist einerseits Kanäle 42 auf, welche den Ausstoß von Luft ermöglichen, wodurch das Werkzeug zu Beginn der Herstellung der Artikel aufgefüllt wird, und ist mindestens mit einem Saugstutzen 44 versehen, der dazu bestimmt ist, an eine Saugvorrichtung angeschlossen zu werden, um den Artikel 12 nach dem Öffnen des Werkzeuges gegen den Boden 34 zu halten.
Schließlich ist aus diesen Figuren ersichtlich, dass das Werkzeug 18 mit einem Netz an Kanälen 46 ausgestattet ist, die in die Wand des Werkzeuges integriert sind, wobei diese Kanäle dazu bestimmt sind, mit einer Quelle für eine Kühlflüssigkeitsversorgung verbunden zu werden.
Ein solcher Kanal 48 ist auch in der Wand vorgesehen, die zum Führungszylinder 24 des Kolbens 20 gehört.
Der ringförmige Stempel 38, der durch die obere Stufe 30 des Werkzeuges 18 getragen wird, weist einen Durchmesser auf, der größer jenem der Öffnung der Werkzeugform ist, so dass ein Bund 50 begrenzt wird, der zur Bildung des oberen Umfangsrands des Halses 16 bestimmt ist.
Dennoch ist der Innendurchmesser des Stempels 38 geringer als der maximale Innendurchmesser der Werkzeugform, die durch die Zwischenstufe 32 definiert ist, so dass ein Formabstreifen des Artikels 12 in einer vertikalen Richtung ermöglicht wird.
Im Folgenden werden die wichtigsten Phasen des Herstellungsverfahrens, das mit Hilfe der Maschine 10 umgesetzt wird, unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 beschrieben.
In einer ersten Phase erfolgt der Zusammenbau des Werkzeuges, wobei Elemente, aus denen sich die obere Stufe 30 zusammensetzt, verbunden und die drei Stufen 30, 32 und 34 zusammengesetzt werden.
In dieser Position ist der obere Endabschnitt 36 des Werkzeuges 18 vom unteren Ende des Führungszylinders 24 und insbesondere von der Gegenform 41 beabstandet.
Eine Folie oder ein Band 50 aus thermoplastischem Material, bestehend zum Beispiel aus Polyethylen, PVC, Polyethylenterephthalat, wird durch geeignete, herkömmliche motorische Mittel dem offenen Ende der Werkzeugform 18 zugeführt, so dass sie die obere Stufe 30 abdeckt und auf dem Stempel 38 positioniert wird.
Geeignete Erhitzungsmittel, die in der Maschine 10 integriert sind, erhitzen das Band oder die Folie 50 bis auf eine Temperatur, die der Elastizitätsgrenze des Materials entspricht oder über dieser liegt.
In der nächsten Phase wird das zusammengesetzte Werkzeug 18 in die Richtung des Führungszylinders 24 verschoben, so dass der Stempel 38 gegen den Sitz 40 gedrückt wird und dadurch ein Beschneiden des Bands oder der Folie 50 ausgelöst wird.
Nach dieser Phase nimmt die Maschine die in 1 dargestellte Position ein, in welcher sich der Kolben 20 in der Ruheposition befindet und die Folie oder das Band 50 durch den Stempel 38 unterstützend gegen den Sitz 40 gehalten wird.
In der nächsten Phase werden die motorischen Steuerungsmittel für das Verschieben des Kolbens 20 so betätigt, dass ein Tiefziehen der Folie oder des Bands 50 ausgelöst wird, indem der Kolben durch die Öffnung der Werkzeugform hindurch in die Werkzeugform eingeführt wird, um einen Rohling zu auszubilden.
Daraufhin wird Druckluft in die Werkzeugform über die Leitung 26 eingeblasen, so dass der ausgebildete Rohling gegen die Wand des Werkzeuges geblasen wird. Die Maschine nimmt danach die in 2 dargestellte Position ein.
Im Laufe dieser Phase wird die Luft, welche das Werkzeug auffüllt, über die Kanäle 42 ausgestoßen.
Nach dem Blasformen des Rohlings wird dieser mit Hilfe der Kühlflüssigkeit gekühlt, die in den Kühlkanälen 46 zirkuliert, so dass die Temperatur des blasgeformten Rohlings bis auf eine Temperatur sinkt, die unterhalb der Elastizitätsgrenze liegt; danach wird das Werkzeug geöffnet, um den Artikel 12 durch Trennen der Stufen 30, 32 und 34 aus dem Werkzeug freizugeben.
Zu diesem Zweck werden die Elemente, aus denen sich die obere Stufe 30 zusammensetzt, auseinander bewegt, und die motorischen Steuermittel für das Verschieben des Bodens 34 werden betätigt, um den Boden nach unten zu bewegen.
Daraufhin nimmt die Maschine die in 3 dargestellte Position ein.
Es ist zu bemerken, dass die Saugvorrichtung, die an die Saugstutzen 44 angeschlossen ist, während des Öffnens des Werkzeuges so betätigt wird, dass der Artikel 12 gegen den Boden 34 gehalten wird und sein Transport zu einer Verpackungsstation erfolgt.
Auf Grund der besonderen Abmessung des Innenquerschnitts der Zwischenstufe, die den Durchgang des Halses des Artikels 12 ermöglicht, führt das Verschieben des Bodens 34 des Werkzeuges zur Freigabe des Artikels 12 von den oberen Stufen 30 und 32.
Der Transport des Artikels erfolgt in einer ersten Phase durch das Verschieben des Bodens 34, so dass der Artikel 12 freigesetzt wird, während dies in einer zweiten Phase unter Verwendung eines Greifmittels (nicht dargestellt) geschieht, mit dem die Maschine 10 ausgestattet ist, und das zum Beispiel aus einer Gabel besteht, welche den Hals 16 des Artikels 12 ergreift, um diesen Artikel zur Verpackungsstation zu transportieren, wo der Artikel zunächst befüllt und danach verschlossen wird.
Dieses Verschließen erfolgt zum Beispiel durch Bedecken des Halses 16 mit einem abziehbaren Deckel oder durch Aufschrauben eines Deckels.
Im zuletzt genannten Fall wird die Form der oberen Stufe 30 des Werkzeuges 18 auf der Außenfläche des Halses 16 natürlich mit einem Gewinde ausgebildet.
Nach dem Verschieben des Bodens 34, auf dem sich der Artikel 12 befindet, wird die mittlere Stufe 32 vorzugsweise zu einer Station transportiert, wo ein dekoratives, selbstklebendes Etikett in die Form der Zwischenstufe 32 eingebracht wird, so dass die Dekoration des Artikels 12 während des Blasformens des Rohlings ermöglicht wird.
In dem gerade beschriebenen Ausführungsbeispiel erfolgt das Beschneiden der Folie oder des Plastikbands 50 vor der Tiefziehphase. Obwohl es durch diese Reihenfolge möglich ist, jegliches Zusammenziehen zu vermeiden, das zu Wellen in der Wand führen könnte, aus der sich die Artikel 12 zusammensetzen, ist es alternativ dazu auch möglich, diesen Beschneidungsvorgang nach dem Blasformen des Rohlings und vor dem Öffnen des Werkzeuges durchzuführen.
Man wird verstehen, dass die gerade beschriebene Erfindung die Herstellung von Artikeln durch Tiefziehen eines Bands oder einer Folie aus thermoplastischem Material ermöglicht, von dem nur jene Menge entnommen wird, die für die Herstellung der Artikel erforderlich ist. Auf diese Weise werden die Herstellungskosten solcher Artikel durch Begrenzung der Menge an thermoplastischem Material, das verwendet wird, deutlich gesenkt.
Man wird ferner verstehen, dass die Herstellung dieser Artikel unter Reinheitsbedingungen erfolgen kann, die mit den Anforderungen kompatibel sind, die für den Bereich der Lebensmittelindustrie auferlegt werden. Unter diesen Bedingungen können die Abfälle oder der Ausschuss, die nicht verschmutzt sind, für die Herstellung anderer Artikel wiederverwendet werden, was zur Reduktion der Herstellungskosten beiträgt.
Schließlich ist festzustellen, dass die Erfindung nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist. In der Tat weist die unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 beschriebene Maschine ein mit drei Stufen versehenes Werkzeug auf. Es wäre aber auch möglich, alternativ dazu und in Abhängigkeit von der Art der herzustellenden Artikel die Maschine mit einem Werkzeug auszustatten, das eine andere Anzahl an Stufen aufweist.
Ferner weist die beschriebene Maschine nur einen Satz auf, der aus dem Werkzeug und seinen Steuerungsmitteln zum Verschieben, den Mitteln zum Positionieren der Folie oder des Bands auf dem Werkzeug, den Erhitzungsmitteln, der Tiefziehvorrichtung und den Mitteln zum Blasformen besteht.
Es versteht sich, dass die Maschine, um sie mit den Anforderungen einer Massenproduktion in Einklang zu bringen, vorzugsweise mehrere solcher Sätze umfasst, die gleichzeitig im Einsatz sind, um gleichzeitig mehrere Artikel herzustellen.

Claims

Verfahren zur Herstellung von Verpackungsartikeln mit einem hohlen Körper (14), der mit einem offenen Ende (16) ausgestattet ist, das einen Hals bildet, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: – Aufbringen einer Folie oder eines Bands (60) aus thermoplastischem Material auf ein offenes Ende der Werkzeugform (18), wobei das Werkzeug aus einer Verbindung von zerlegbaren Elementen (30, 32, 34) besteht, die jeweils eine Matrize zum Formen eines Artikelabschnitts darstellen, wobei das Öffnen des Werkzeuges durch Auseinanderbewegen der Elemente erfolgt; – Erhitzen der Folie oder des Bands (50), – Tiefziehen der Folie oder des Bands durch Einführen eines Kolbens (20) in die Werkzeugeinfassung durch die Öffnung der Werkzeugeinfassung hindurch, so dass ein Rohling ausgebildet wird; – Blasformen des ausgebildeten Rohlings gegen die Wand des Werkzeuges (18) und – Öffnen des Werkzeuges (18), dadurch gekennzeichnet, dass während des Öffnens des Werkzeuges der Artikel gegen ein Bodenelement (34) des Werkzeuges angesaugt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Tiefziehen der Folie oder des Bands (50) ein Beschneiden von letzteren erfolgt, indem die Folie oder das Band gegen ein Beschneidungselement (38) gepresst wird, das sich am Werkzeug befindet.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Blasformen des Rohlings ein Beschneiden desselben erfolgt, indem er gegen ein Beschneidungselement (38) gedrückt wird, das sich am Werkzeug befindet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Blasformen ein Abkühlen des blasgeformten Rohlings durch Zirkulation einer Kühlflüssigkeit durch die Wand des Werkzeuges erfolgt.
Maschine zur Herstellung von Verpackungsartikeln mit einem hohlen (14) Körper, der mit einem offenen Ende (16) versehen ist, das einen Hals bildet, und die mindestens einen Werkzeugsatz (18) der aus zerlegbaren (30, 32, 34) Elementen besteht, aufweist, wobei die zerlegbaren Elemente jeweils eine Matrize zum Formen eines Artikelabschnitts darstellen und mit motorischen Mitteln zum Steuern ihres Verschiebens für das Öffnen und Schließen des Werkzeuges verbunden sind, Mittel zum Positionieren der Folie oder des Bands (50) aus thermoplastischem Material auf einem offenen Ende der Werkzeugform (18), Mittel zum Erhitzen des Bands oder der Folie (50), eine Tiefziehvorrichtung, die einen Kolben (20) aufweist, der axial im Werkzeug zwischen einer eingezogenen Ruhevorrichtung, in welcher er sich außerhalb des Werkzeuges befindet, und einer aktiven Position zum Formen eines Rohlings verschiebbar ist, in welcher der Kolben in das Werkzeug eindringt, und Mittel (20) zum Blasformen des ausgebildeten Rohlings gegen die Wand des Werkzeuges umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden des Werkzeuges mit mindestens einem Saugstutzen (44) versehen ist, der dazu bestimmt ist, an eine Saugvorrichtung angeschlossen zu werden, um den Artikel während des Öffnens des Werkzeuges (18) gegen den Boden zu halten.
Maschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie Mittel zum Greifen der Artikel umfasst, um die Artikel vom Boden des Werkzeuges zu einer Verpackungsstation zu bewegen.
Maschine nach einem der Ansprüche 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden des Werkzeuges (34) mit Kanälen (42) versehen ist, die nach außen verlaufen, um die Luft auszustoßen, mit der das Werkzeug während des Blasformens des Rohlings aufgefüllt wird.
Maschine nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie Mittel zum Beschneiden (38, 40) der Folie oder des Bands oder des blasgeformten Rohlings aufweist.
Maschine nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug Kanäle (46) zum Kühlen des blasgeformten Rohlings aufweist, die in die Wand des Werkzeuges integriert und dazu bestimmt sind, an eine Quelle für eine Kühlflüssigkeit angeschlossen zu werden.