DE60101787T2

DE60101787T2 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von behältern

Info

Publication number: DE60101787T2
Application number: DE2001601787
Authority: DE
Inventors: Primo Finetti
Original assignee: Sarong SpA
Current assignee: Sarong SpA
Priority date: 2000-03-13
Filing date: 2001-03-07
Publication date: 2004-11-25
Anticipated expiration: 2021-03-08
Also published as: US20030039780A1; CN1196576C; BR0109187A; EP1136230A1; DE60101787D1; JP4499975B2; JP2003526543A; WO2001068349A1; EP1268159A1; EP1268159B1; CN1418147A; HK1054004A1; ES2214404T3; AU4453201A; ATE257770T1

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung kann vor allem, aber nicht ausschließlich, für die Herstellung von Flaschen aus Kunststoff eingesetzt werden.
Stand der Technik
Es wird besonderer Bezug genommen auf ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ein Verfahren dieser Art ist bekannt, beispielsweise aus der Europäischen Veröffentlichung 0 719 630 , die ein Verfahren zum Herstellen von Flaschen aus Kunststoff beschreibt, die keine vorstehenden Teile entlang der Schweißnähte aufweisen.
Diese Verfahren ist jedoch mit mehreren Nachteilen behaftet.
Erstens hat ein im Innenraum der Flasche herrschender Druck (zum Beispiel der während der Formungsphase zum Einblasen der Formflüssigkeit dienende Druck oder der vom Benutzer aufgebrachte Druck beim Zusammenquetschen zum Herausdrücken des Inhalts) üblicherweise zur Folge, dass sich die miteinander verbundenen Laschen im Schweißbereich voneinander abschälen, mit dem sich daraus ergebenden Risiko, dass die Laschen sich voneinander lösen und die Flasche sich in unerwünschter Weise in der Schweißzone öffnet.
Zweitens hat der Bereich der Flasche, der nach der Formgebung abgeschert wird, zwei scharfe Stellen, die nach außen weisen und den Benutzer, der die Flasche hält, stören oder gar verletzen können.
Drittens wird das Verhältnis zwischen dem inneren Fassungsvermögen und dem Außenvolumen der Flasche teilweise durch die Anwesenheit einer recht voluminösen Materialnaht entlang der Schweißzone vermindert, die nach innen in die Flasche vorsteht und damit das Fassungsvermögen der Flasche reduziert.
Die hauptsächliche Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Herstellen von Behältern anzugeben, die keine Vorsprünge in der Schweißzone aufweisen, dank dem es möglich ist, die oben erwähnten Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden.
Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, ein Verfahren verfügbar zu machen, das relativ schnell und wirtschaftlich ist.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, Behälter herzustellen, die eine erhebliche mechanische Widerstandsfähigkeit aufweisen, bei geringem Risiko von Verlusten durch die geschweißten Bereiche an den Seitenwänden und dem Boden hindurch, ohne äußere Stellen, die Schnittverletzungen bei Benutzern verursachen könnten, wobei eine relativ geringe Menge Material benötigt wird, so das, obwohl das Material im Schweißbereich in den Innenhohlraum des Behälters vorsteht, das Fassungsvermögen des Behälters nur geringfügig vermindert wird.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Maschine bereitzustellen, die einfach in ihrer Konstruktion, wirtschaftlich, und in der Lage ist, das Verfahren gemäß der Erfindung auszuführen.
Durch die Erfindung werden diese und weitere Aufgaben sämtlich gelöst und Vorteile erreicht, wobei die Erfindung durch die beigefügten Ansprüche gekennzeichnet ist.
Offenbarung der Erfindung
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich noch besser aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung eines bevorzugten, jedoch nicht einschränkend zu verstehenden Ausführungsbeispiels der Erfindung, das in den beigefügten Figuren der Zeichnung illustriert wird, und zwar lediglich durch ein nicht-beschränkendes Beispiel.
1 ist eine schematisierte, teilweise Seitenansicht einer Maschine, die gemäß der Erfindung hergestellt ist;
2 ist eine Schnittdarstellung entlang der Linie II-II von 1;
3a und 3b sind zwei zeitlich aufeinanderfolgende Phasen der Schneid- und Faltstation;
4 zeigt die Formstation von 2 nach dem Einspritzen des formendes Fluids;
5 zeigt einen Behälter, der mit der erfindungsgemäßen Maschine hergestellt wurde;
6 ist eine Schnittdarstellung entlang der Linie VI-VI von 5.
In den oben erwähnten Figuren der Zeichnung bezeichnet das Bezugszeichen 1 als Ganzes eine Maschine zum Formen von Behältern aus wärmeschweißbaren Materialien.
Die Maschine 1 weist mindestens eine Versorgungslinie 2 auf, entlang der zwei Streifen A und B aus einem Material in der durch F bezeichneten Richtung vorrücken. Die Streifen A und B weisen einander zu und bestehen aus einem wärmeschweißbaren Kunststoff.
Mindestens eine Schweißstation 3 ist entlang der Versorgungslinie 2 angeordnet. Die zwei Folienstreifen A und B werden dort in vorbestimmten Schweißzonen miteinander verschweißt, so dass Zellen 4 mit mindestens einer Öffnung 5 entstehen. Der Schweißvorgang wird durch mindestens zwei einander gegenüber stehende Formhälften 31 und 32 ausgeführt, die gesteuert gegenläufig in einer Richtung G1 bewegbar sind. Die Schweißstation 3 weist eine Mehrzahl von Paaren von einander gegenüber stehenden Formhälften auf, so dass für jeden Vorwärtsschritt der Streifen A und B eine Mehrzahl von Zellen 4 definiert wird. Die Paare von Formhälften sind Seite an Seite entlang der Vorschubrichtung F der zwei Folienstreifen A und B angeordnet. In den Figuren ist aus Gründen der Einfachheit nur ein Paar Formhälften 31 und 32 gezeigt. Die Öffnungen 5 der Zellen 4 sind an einer Längskante der Streifen angeordnet. In 2 ist der geschweißte Teil der Folienstreifen durch eine gepunktete Linie dargestellt.
Die Maschine 1 weist mindestens eine Schneid- und Faltstation 6 auf, die entlang der Versorgungslinie 2 stromabwärts der Schweißstation 3 angeordnet ist und in der mindestens ein Teil der die Zellen 4 umgebenden Schweißzonen geschnitten und gefaltet wird. In 2 ist der geschnittene und gefaltete Teil mit einer gepunkteten Linie dargestellt.
Die Schneid- und Faltstation 6 enthält mindestens eine Stanze 61. Diese ist gesteuert in einer Richtung G2 bewegbar, die quer zur Vorschubrichtung F verläuft. Die Stanze 61 arbeitet mit einem ihr gegenüber stehenden Gesenk 62 zusammen, um eine Schweißzone zu schneiden und zu falten, die mindestens eine Zelle 4 zumindest teilweise umgibt. Die Stanze 61 verfügt über eine Schneidklinge, die so vorgesehen ist, dass sie die Folienstreifen in der Schweißzone in einem vorbestimmten Abstand von der Innenkante der Schweißzone schneidet, d.h. der Kante, die das Außenprofil einer Zelle 4 begrenzt. Das Gesenk 62 arbeitet mit einem Gegengesenk 63 zusammen, um die Folienstreifen während des von der Stanze 61 ausgeführten Stanzvorganges zusammen zu pressen. Das Gesenk 62 und das Gegengesenk 63 können gesteuert gegenläufig aufeinander zu und voneinander weg bewegt werden.
Die Schneid- und Faltstation 6 enthält eine Mehrzahl von Stanze-Gesenk-Paaren, die in der Lage sind, gleichzeitig zu arbeiten und in einem Arbeitsgang die Schweißzonen zu schneiden, die die Kanten einer Mehrzahl von Zellen 4 umgeben.
Die Schneid- und Faltstation 6 fungiert auch als Vorwärmstation, die in Zuordnung zu jedem Stanze-Gesenk-Paar 61–62 ein Paar von einander gegenüber stehenden wärmenden Formhälften 64 aufweist, die gesteuert gegenläufig in der Richtung G2 bewegbar und so vorgesehen sind, dass sie mindestens eine Zelle 4 aufwärmen. Die Formhälften 64 sind innen in dem Stanze-Gesenk-Paar 61–62 angeordnet. Die wärmenden Formhälften 64 haben ferner die Aufgabe, die Folienstreifen während des Schneid- und Faltvorganges der Stanze 61 darzustellen. Mindestens eine Feder 65 wirkt zwischen der Stanze 61 und mindestens einer wärmenden Formhälfte 64.
Entlang der Versorgungslinie 2, stromabwärts der Schweißstation 3, befindet sich mindestens eine Formstation 7, in der ein formendes Fluid durch die Öffnungen 5 hindurch in die Zellen 4 eingespritzt wird, wodurch die Zellen 4 innerhalb eines zugehörigen Formhohlraumes 71 expandiert werden. Jeder Formhohlraum 71 wird aus mindestens zwei einander gegenüber stehenden Formhälften 72 gebildet, die gesteuert in der Richtung G relativ zueinander bewegbar sind. An der Formstation 7 ist eine Einspritzvorrichtung für das Fluid angeordnet, die ein unter Druck stehendes formendes Fluid einspritzt. Die Einspritzvorrichtung für das Fluid ist mit mindestens einer Düse 73 versehen, die gesteuert in beiden Richtungen H quer zur Vorschubrichtung F bewegbar ist. Die Formstation 7 weist in bevorzugter Weise eine Mehrzahl von einander gegenüber stehenden Formhälften 72 und eine Mehrzahl von Düsen 73 auf. Jede Düse 73 ist zum Einführen in eine zugehörige Öffnung 5 einer Zelle 4 vorgesehen.
Die nachstehend beschriebene Maschine führt ein Verfahren zum Formen von Behältern aus wärmeschweißbarem Material aus, bei dem zwei Streifen A und B in der Vorschubrichtung F zugeführt und in vorbestimmten Schweißzonen miteinander verschweißt werden, so dass Zellen 4 erzeugt werden. Nach dem Vorwärmen wird jede Zelle 4 in einen zugehörigen Formhohlraum 71 eingeführt und wird gegen die Innenwände der Formhälften 72 wärmeverformt, die den Formhohlraum 71 definieren. Die Wärmeverformung wird durch Einspritzen eines formenden Fluids in die Zelle 4 durch die Öffnungen 5 hindurch ausgeführt, das die Expansion der Zelle 4 bewirkt.
Vor dem Einspritzen des formenden Fluids wird mindestens ein Teil der Schweißzone, der die Zelle 4 umgibt, geschnitten, gefaltet und in den Formhohlraum 71 eingeführt. Der Schneid- und Falzschritt wird durch einen Vorlauf der Stanze 61 dargestellt.
Die Stanze 61 ist derart ausgebildet, dass mindestens ein Teil der Schweißzone, der die Zelle 4 umgibt, nicht geschnitten wird, derart, dass mindestens ein Verbindungspunkt zwischen der Zelle 4 und den unmittelbar angrenzenden Zellen verbleibt, d.h. der nächsten Zelle und der vorhergehenden Zelle. Die Stanze 61 ist insbesondere derart ausgebildet, dass zwei Verbindungspunkte 8 und 9 an der Zellenöffnung 5 verbleiben, und zwar auf einander gegenüber liegenden Seiten der Öffnung 5 selbst, sowie mindestens ein Verbindungspunkt 10 auf einer der Öffnung gegenüber liegenden Seite der Zelle 4. Mindestens ein Teil der die Zelle 4 umgebenden Schweißzone wird in der selben Station geschnitten und gefaltet, in der die Zelle 4 vor dem Formen vorgewärmt wird.
Die Formhälften 72, die den Formhohlraum definieren, werden geschlossen, so dass die geschweißten, geschnittenen und gefalteten Laschen 11, die die Zelle 4 umgeben, innerhalb des Formhohlraumes 71 verbleiben, wie in 2 dargestellt. Beim Einblasen des formende Fluids in die Zelle 4 wird das wärmeschweißbare Material gegen die Innenwände der Formhälften 72 geblasen und vereinigt sich innig mit den geschweißten, ge schnittenen und gefalteten Laschen 11. Das Material bildet dabei einen Behälter 12, der die geschweißten Teile 13 in seine Seitenwände und seinen Boden integriert hat, ohne dass dabei nach außen vorstehende Teile gebildet werden.
Nach dem Formen erhält man eine Mehrzahl von Behältern 12, von denen ein jeder eine Öffnung 5 aufweist, und die in Gestalt eines Streifens zusammengehalten werden, der Verbindungspunkte 8, 9 und 10 aufweist. Der Streifen von offenen Behältern kann in einer Füllstation verarbeitet werden, um die Behälter zu befüllen. Alternativ können die Verbindungspunkte 8, 9 und 10 aufgeschnitten werden, so dass man einzelne, abgetrennte Behälter enthält.
Der unter Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Maschine hergestellte Behälter 12 weist mindestens eine Seitenwand, mindestens einen Körper und mindestens eine Schweißnaht auf, die mindestens teilweise auf der Innenseite der Seitenwand und des Bodens verläuft. Die Schweißnaht steht relativ zu den Wänden des Behälters nicht nach außen vor. Die Schweißnaht wird durch die Vereinigung zweier aufeinander liegender Endlaschen zweier Folien aus einem wärmeschweißbaren Material gebildet. Die vereinigten Laschen werden, relativ zu den Wänden des Behälters (insbesondere den Seitenwänden und dem Boden) in einer tangentialen Lageebene aufeinander gelegt. Diese Lageebene der Laschen (dargestellt in 6) ermöglicht, beispielsweise im Falle einer radialen Lageebene, eine Verminderung des von der Schweißnaht eingenommenen Raumes, so dass ein verbessertes Fassungsvermögen des Behälters möglich ist.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung, das nicht dargestellt ist, wird mindestens ein erster Teil der die Zelle 4 umgebendenden Schweißzone in einer Richtung gefaltet und ein zweiter Teil in einer anderen Richtung. Insbesondere befindet sich vorzugsweise der erste Teil der Schweißzone zwischen einem nicht-aufgeschnittenen Verbindungspunkt 10 am Boden des Behälters (die Bodenseite ist die der Öffnung 5 gegenüber liegende Seite) und einem Verbindungspunkt 8, der auf einer ersten Seite der Öffnung 5 liegt, und der zweite Teil der Schweißzone befindet sich zwischen dem Verbindungspunkt 10 im Zentrum des Bodens und einem Verbindungspunkt 9, der auf einer zweiten Seite der Öffnung gegenüber der ersten Seite liegt. In diesem Falle weist die Schneid- und Faltstation zwei Stanzen auf, die in zueinander entgegengesetzten Richtungen arbeiten, wobei die eine mit dem ersten Teil der Schweißzone und die andere mit dem zweiten Teil der Schweißzone in Wirkverbindung steht.

Claims

Verfahren zum Formen von aus einem schweißfähigen Werkstoff hergestellten Behältern, mit den folgenden Schritten: Bereitstellen von mindestens zwei einander umgekehrt zu weisenden Streifen (A und B) aus einem schweißfähigen Werkstoff in einer Vorschubrichtung (F); Verschweißen der Streifen in vorbestimmten Schweißzonen zum Erzeugen von Zellen (4); Einführen einer jeden Zelle (4) in einen Formhohlraum (71) und Expandieren der Zelle (4) im Inneren des Formhohlraums (71); dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Expandieren der Zelle (4) mindestens ein Teil der Schweißzone an einem Rand mindestens einer Zelle (4) abgeschnitten, gefaltet und in den Formhohlraum (71) eingeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Teil der Schweißzone an einem Rand der Zellen (4) nicht geschnitten wird, so dass mindestens ein Verbindungspunkt (8, 9, 10) zwischen einer Zelle (4) und einer unmittelbar angrenzenden Zelle (4) verbleibt.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine jede Zelle (4) mindestens eine Öffnung (5) aufweist, durch die hindurch ein formendes Fluid eingespritzt wird, um die Zelle (4) im Inneren des Formhohlraumes (71) zu expandieren; mindestens zwei Verbindungspunkte (8, 9) an der Öffnung (5) einer Zelle (4) auf gegenüber liegenden Seiten der Öffnung der Zelle (4) belassen werden.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass: eine jede Zelle (4) mindestens eine Öffnung (5) aufweist, durch die hindurch ein formendes Fluid eingespritzt wird, um die Zelle (4) im Inneren des Formhohlraumes (71) zu expandieren; mindestens ein Verbindungspunkt (10) auf einer Seite der Zelle (4) belassen wird, die gegenüber der mit der Öffnung (5) versehenen Seite liegt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Teil der Schweißzone am Rand der Zelle (4) in einer Richtung gefaltet wird, und mindestens ein zweiter Teil davon in einer dazu entgegengesetzten Richtung gefaltet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Teil der Schweißzone an einem Rand der Zelle (4) in einer Bearbeitungsstation geschnitten und gefaltet wird, wobei die Bearbeitungsstation zugleich die Station ist, in der die Zelle (4) vorgeheizt wird.
Maschine zum Formen von aus einem schweißfähigen Werkstoff hergestellten Behältern, mit: mindestens einer Versorgungslinie (2), entlang der mindestens zwei einander entgegengesetzt zu weisende Streifen (A und B) aus schweißfähigem Werkstoff in einer Vorschubrichtung (F) vorgeschoben werden; mindestens einer Schweißstation (3), in der die Streifen (A und B) in vorbestimmten Schweißzonen geschweißt werden, um Zellen (4) zu bilden; mindestens einer Formstation (7), in der die Zelle (4) im Inneren des Formhohlraumes (71) expandiert wird; dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens eine Schneid- und Faltstation (6) aufweist, die stromaufwärts der Formstation angeordnet ist, und in der mindestens ein Teil der Schweißzonen am Rand der Zellen (4) geschnitten und gefaltet werden.
Maschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneid- und Faltstation (6) mindestens eine Stanze (61) aufweist, die befehlsgesteuert in einer Richtung (G2) be weglich ist, die quer zur Vorschubrichtung verläuft, wobei die Stanze (61) mit einem gegenüber angeordneten unteren Gesenk (62) zusammenwirkt, um eine Schweißzone zu falten und zu schweißen, die sich mindestens teilweise am Rand der Zelle (4) befindet.
Maschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens ein Paar vorheizender Formwerkzeughälften (64) aufweist, die zum Vorheizen mindestens einer Zelle (4) vorgesehen und im Inneren des Stanze-Gesenk-Paares (61, 62) angeordnet sind.
Behälter (12), hergestellt aus einem schweißbaren Werkstoff, mit mindestens einer seitlichen Wand, mindestens einem Boden und mindestens einer Schweißlinie, die sich mindestens teilweise im Inneren der Wände erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass die Schweißnaht aus einer Vereinigung von zwei Endlaschen der mindestens einen Wand hergestellt ist, wobei eine Lasche in einer bezüglich der Wände tangentialen Ebene über der anderen liegt.