-
Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von starkwandigen Flaschen
aus Pappe o. dgl. Die Erfindung betrifft die Herstellung von Flaschen aus starkwandigem
Material, wie Pappe o. dgl. Derartige Gefäße sind .sehr fest und infolgedessen gegen
Druck und Stoß widerstandsfähiger als Gefäße aus Papier oder dünnem Karton. Wenn
solche Gefäße mit einem Lack imprägniert werden, sind sie auch zur Aufnahme von
ölähnlichen Stoffen USW. geeignet.
-
Wenn es sich nun darum handelt, aus einem solchen starkwandigen Material
Flaschen üblicher Form mit im Verhältnis zum Haüptdurchmesser des Flaschenkörpers
schlankem Flaschenhals herzustellen, dann können die bisher für eine solche Herstellung
angewandten Verfahren nicht Platz greifen, die in Rücksicht auf das bisher verwendete
andenweite schwächere Material (Papier, dünne Pappe o. dgl. ) sich im wesentlichen
der plisseeartigen Zusammenfaltung des Materials an der Stelle bedienten, wo der
Flaschenhals gestaltet werden muß.: Starkes Material läßt sich aber nicht in so
großem Umfange falten. Hier muß also eine andenweite Behandlung einsetzen, um die
erforderliche beträchtliche Verformung zu ermöglichen.
-
Die Erfindung besteht darin, daß das für die Bildung des Flaschenhalses
in Betracht kommende Ende der Hülse mit Längsriffelungen versehen wird, wonach unter
Erhitzung durch einen in der Längsrichtung der Hülse wirkenden Stauchpreßdruck eine
Verengung der öffnung des geriffelten Hülsenteiles bis auf etwa die endgültige Flaschenöffnung
hergestellt wird. Gleichzeitig wird dabei eine kuppelartige, nach außen gerichtete
Wölbung hergestellt und in einem daran anschließenden Preßgang nach innen durchgedrückt
und so eingezogen, daß dabei das Fertigpressen zum schlanken Flaschenhals unter
gleichzeitigem Glätten der Riffelungen erfolgt.
-
Ad diese Weise gelingt es erfahrungsgemäß auch bei Anwendung
sehr starkwandigen Materials, das in die Form einer steifen zylindrischen Röhre
übergeführt ist, die sehr weitgehende Verformung des einen Endes zum schlanken Flaschenhals
herbeizuführen. Hierzu reicht die bekannte reine Faltung allein nicht aus, selbst
wenn man nach einem bekannten Vorschlag die Formung und Pressung in zwei Arbeitsgänge
unterteilt. Ein sehr starker und gegen Verformung -widerspenstiger Werkstoff -widersteht
der Verformung einer Hülse von der zylindrischen Ausgangsform in die davon stark
abweichende Form eines schlank verjüngten, nach innen zu leicht durchgewölbten Flaschenhalses
auch noch, wenn die Hülse im Bereiche der Vorformungsstelle in bekannter Weise durch
Längsriffelungen nachgiebig gemacht -wurde. Eine starke, glatte Papphülse widersteht
bereits einer gleichzeitigen Formung zum Konus beim Riffeln, wie das bei
mehrlagigen
Papierflaschen bekannt und noch möglich ist. Beim Riffeln der glatten . Hülse bleibt
deshalb die Hülse vorerst in der zylindrischen Form. Nun wird der dadurch nach=
giebig gemachte Hülsenteil -durch Sta@icl= pressung in eine kuppelartig gewölbte
FoY , r1 umgestaltet, was der immer noch widerspenstige Werkstoff
ohne zu reißen aushält. Diese Form ist der endgültigen, leicht nach innen zu gerichteten
Wölbung somit zunächst entgegengesetzt gerichtet. Die bekannte Anwendung von Hitze
beim Wölben erlaubt es, die Kuppelwölbung zu erzwingen. Nun erst erfolgt die.endgültige
Formung zum schlanken Flaschenhals. Die Kuppel wird dabei nach innen zu eingedrückt.
Die vorhandene Riffelung wird hierbei in der Weise glattgepreßt, daß das Material
zwischen zwei Ril. len gewissermaßen in sich zusammengepreßt wird, wobei eine gewisse
Verstärkung entsteht, die der Herstellung des Halses nicht schadet. Dieser Vorgang
ist beim Pressen von Pappbehältern aus der zylindrischen in die gerade konische
Form bekannt. Beim Herstellen von verjüngten Flaschenhälsen hat man jedoch die Falten
plisseeartig aufeinandergelegt. Dazu eignet sich eine starkwandige Hülse nicht.
Bei dem endgültigen Preßvorgangnach der Erfindung wird lediglich noch ein Ausgleich
der Stärke unter Zusammendrücken des. Materials vorgenommen-. Der Flaschenhals wird
dabei mit seiner schlanken Form glatt. Ein bekannter Abschlußring kann nun aufgesetzt
werden.
-
Der Unterschied des vorliegenden Verfahrens zum bekannten Formen des
Halses von Papierflaschen durch- plissee- oder mäanderartiges Falten und Vorpressen
liegt also darin, daß die bei einer Querschnittsverengung des vorher glatten Rohres
stets notivendige Faltenlegung der Pappe wegen des starken, widerspenstigen Baustoffes
auf dem Umwege über eine Längsriffelung der noch geraden Hülse, ein anschließendes
Stauchpressen zur auswärts gewölbten Domform und ein "sodann durchgeführtes Einziehen
zum schlanken Flaschenhals ausgeführt wird. Beim Stauchpressen und Einziehen verformen
sich die vorher erzeugten Längsriffelungen des geraden Hülsenkörpers zu den bekannten
plissee- oder mäanderartigen Falten. Diese werden scnließlich auf an sich bekannte
Weise glattgepreßt, so daß der schlanke Hals glatt wirkt:- Diese Verfahrensschritte
sollen in allen den Fällen durchgeführt werden, in denen wegen der Stärke und Steifheit
des Werkstoffes das unmittelbare Falten, Formen und Pressen ohne die angegebenen
Zwischenschritte nicht mehr möglich ist. Ob dabei ein solcher starkwandiger, starrer,
gerader Hülsenkörper aus einer Lage starker Pappe o. dgl. erzeugt wurde oder durch
Wikkeln. und Verkleben von vielen Papierlagen übereinander ist ohne Belang. In beiden
Fällen ist das Verfahren nach der Erfindung unverändert durchzuführen.
-
-- Die Vorrichtung zur Herstellung von Flaschen auf diese Weise wird
zweckmäßig so ,ausgestaltet, daß zum Vorwölben Werkzeuge Verwendung finden, deren
Vorwälbedorne kürzer sind als die Dorne für das endgültige Halsanpressen. Dabei
sind an dem Werkzeugdorn wegsteuerbare Platten mit Auffangdornen angeordnet, die
vor dem Vorwölben heranbewegt werden und dadurch verhindern, daß die Hülse völlig
auf den Dorn aufgeschoben wird, die aber vor dem Halsanpressen weggesteuert werden,
so daß die Hülse sich völlig auf den Dorn aufschieben kann.
-
Anschließend an das Bilden des Halses erfolgt das Einsetzen und Einrollen
des Bodens. Die Flasche mit dem angepreßten Hals wird in eine Hohlform eingesetzt,
und zwar in der Weise, daß das untere offene Ende der Flaschenhülse dem Oberwerkzeug
zugekehrt ist. Im Innern der Hohlform ist ein Widerlager, ein Dorn o. dgl. vorgesehen,
über den die Flaschenhülse gestülpt wird und dem Boden beim Verbinden mit der Hülse
als Stützpunkt bzw. als Widerlager dient.
-
Ein derartiges Widerlager ist für das Bodeneinsetzen von aus starkem
Material hergestellten Flaschen mit angepreßtem Hals sehr vorteilhaft. Die infolge
des stärken Materials beim Bodeneinsetzen und -befestigen auftretenden großen Kräfte
bedürfen, um ein .einwandfreies Umlegen, Bördeln usw. auszuführen, eines zuverlässigen
Haltes. Bei schwächeren Papier- und Kartonbehältern hat man für diese Arbeiten bisher
eine Hohlform verwendet, in die der Behälter, meist mit dem Bodenteil nach oben,
eingelegt wurde. Das Einsetzen des Bodens erfolgte dann durch stempelartige Werkzeuge
von oben, ohne daß ,es bei diesem schwachen Material erforderlich ist, außerdem
dem Bodenteil einen vom Gefäßinnern stützenden Widerhalt anzuordnen. Es sind des
weiteren Einrichtungen. bekannt, bei denen das Papiergefäß über eine Innenform gestülpt
wird,. und zwar mit dem Bodenteil nach oben. Außen hielten dann in nächster Umgebung
der Bördelzone angeprdnete Gegenbalken das Gefäß fest. Diese bekannten Haltevorrichtungen
bzw. Unterstützungen für das Bodeneinsetzen sind jedoch nur bei sich konisch nach
oben erweiternden oder evtl. zylindrischen Behältern anwendbar. Bei Gefäßen gemäß
der Erfindung sind diese Vorrichtungen nicht anwendbar, weil das Aufbringen der
Gefäßmäntel mit verjüngtem Hals auf einen Gefäßdorn unmöglich ist; aber -auch der
Halt, den diese
bekannten Einrichtungen bieten, ist wegen der auftretenden
großen Druckkräfte nicht ausreichend. Nur durch die Vereinigung beider Stützmittel,
nämlich der Hohlform, in die der Gefäßmantel eingesetzt wird, und durch die Abstützung
des Bodens durch ein Widerlager ist ein einwandfreies Bodeneinsetzen möglich.
-
Wegen der hohen Beanspruchungen beim Bodeneinsetzen ist es weiter
empfehlenswert, dieses Bodeneinsetzen erst nach völliger Beendigung der anderen
Arbeiten am Flascnenkörp-er vorzunehmen. Natürlich ist auch der Gedanke an sich
bereits bekannt, das Umsetzen der Werkstücke durchzuführen und sie dabei auch gleichzeitig
umzukehren. Die Erfindung wird also nicht lediglich in dem zum Einsetzen des Bodens
in die Flasche erforderlich werdenden Wenden um i8o° und Einsetzen in die nächste
Form erblickt, sondern für das Bodeneinsetzen in der Vereinigung der Merkmale: Verkehrteinsetzen
in die Form und Abstützen des Bodens, um durch diesen doppelten Halt die einwandfreie
Umbördelung zu ermöglichen. Gemäß dieser Einrichtung wird ferner erreicht, daß die
Gefäße im Innern immer die gleiche lichte Höhe aufweisen. rL)arum ist es auch vorteilhafter,
daß das Bodeneinsetzen möglichst nach dem Anpressen des Halses an die Hülse erfolgt.
Etwaige bei der Herstellung des Flaschenhalses auftretende Ungleichheiten werden
dann beim ,Bodeneinsetzen wieder ausgeglichen.
-
Für das vorliegende Verfahren, soweit es sich auf das Einsetzen des
Bodens und das zugehörige Werkzeug richtet (Ansprüche 5 und 6) soll der Schutz nur
im Zusammenhang mit dem Gegenstand des Patentanspruches i Geltung haben.
-
Die Erfindung ist in einem Ausführungsbeispiel dargestellt, und zwar
zeigen Abb. i die gewickelte Hülse, Abb. z die Hülse mit Riffelung am Oberteil,
Abb. 3 die vorgeprägte Hülse, Abb. q. die endgültig geformte Hülse, Abb. 5 die Flasche
im Schnitt mit eingesetztem Boden und um den Hals herumgelegtem Ring, Abb.6 das
Werkzeug zur Herstellung der Flaschen teils in Ansicht, teils im Schnitt, Abb.7
das Werkzeug in der Stellung zum Vorprägen der Falten, Abb.8 das Werkzeug in der
Stellung zum Fertigprägen der Falten, Abb.9 das Werkzeug für das Bodeneinfalzen.
-
Die Abbildungen zeigen die Hülse a mit der Riffelung b. Diese Riffelung
wird koppelartig zusammengepreßt, c, so daß sie die Form erhält, wie sie in Abb.3
sichtbar ist. Dann wird in einem weiteren Arbeitsvorgang der Flaschenhalsd angepreßt,
und schließlich wird um diesen Flaschenhals ein Ringe herumgelegt. Das untere offene
Ende der Flasche .wird durch einen Boden f verschlossen, um dessen Zarge /l der
untere Flaschenrand ai herumgefalzt wird.
-
Zum Schneiden des Zuschnittes, zum Beleimen und zum Wickeln dienen
bekannte Einrichtungen.
-
Das Riffeln geschieht zweckmäßig mit einem Werkzeug auf einer Maschine
mit zwei Walzen, die entsprechende Erhöhungen und Vertiefungen aufweisen. Die Oberwalze
ist von der Unterwalze wegbewegbar. Sobald nun die Hülse mit ihrem oberen Ende auf
die Unterwalze aufgesteckt ist, wird die Oberwalze heranbewegt und in Umdrehung
versetzt. Die Oberwalze tritt in die Zähne der Unterwalze und preßt in der nun folgenden
Umdrehung in die Hülse entsprechende Vertiefungen ein, wie es in Abb. z sichtbar
ist. Die so vorbereiteten Hülsen werden nun mit weiteren Arbeitsvorrichtungen zu
Flaschen umgeformt. Zunächst wird die Riffelung kuppelartig zusammengepreßt, dann
wird diese Vorprägung in einem zweiten Arbeitsgange nachgepreßt, bis sie die Form
erhält, die in den Abb. q. und 5 sichtbar ist. Zum Vor- und Fertigpressen dienen
Werkzeuge, die in Pressen o. dgl. eingespannt werden und aus einem Unterwerkzeug,
dem Dorn, und einem Oberwerkzeug, der Matrize, bestehen. Bei kleinen Mengen kann
mit einem einzigen Werkzeug die Flasche vor- und fertiggepreßt werden. Bei größeren
Mengen benutzt man zwei oder mehr Werkzeuge und führt die einzelnen Arbeitsgänge
in -Fließarbeit durch. Werden mehrere Werkzeuge benutzt, so wird das. Vorprägen
mit einer Matrize durchgeführt, die weiter in der Ausbohrung ist als die Matrize
zum Fertigprägen. Wird nur mit einem Werkzeug gearbeitet, dann wird zweckmäßig die
Hülse auf einen Dorn aufgesetzt, der wegsteuerbare Scheiben mit Auffangdornen besitzt.
Liegen die Scheiben am Dorn an, so ist seine Höhe niedriger, und die Hülse steht
etwas mehr über den Dorn vor als bei weggesteuerten Scheiben. Beim Vorprägen wird
nun mit verkleinerter Dornhöhe gearbeitet, und außerdem wird das Oberwerkzeug nicht
ganz so weit nach abwärts bewegt wie beim Fertigprägen. Bei dieser Arbeitsweise
steht genügend Material zur Verfügung, und die Hülse kann ohne Schwierigkeit in
eine koppelartige Form gebracht werden. In einem zweiten Arbeitsgange wird dann
ohne die betreffende Scheibe gearbeitet, und ebenso wird das Oberwerkzeug so weit
nach abwärts bewegt, daß es einen intensiveren Preßdruck ausüben kann. Der Dorn
muß bei diesem zweiten Arbeitsgang höher sein. Dies wird,
wie schon
erwähnt, durch Wegsteuern der Beilagescheibe erreicht. In den Abb. 6 bis 8 ,ist
dies dargestellt.
-
In diesen Abbildungen ist i der Werkzeugdorn zur Aufnahme der Hülse
a. z ist der Maschinentisch, auf dem das oder die Werkzeugunterteile befestigt sind.
3 sind die wegsteuerbaren Teile oder eine entfernbare Scheibe mit den Auffangdornen
i i. Das Werkzeugunterteil i arbeitet mit dem Werkzeugobertei1 q., das die Aussparung
5 besitzt, zusammen. Das Oberteil wird mit dem Zapfen 6 o. dgl. am auf und ab gehenden
Pressenstößel befestigt.
-
Abb. ; zeigt das Vorprägen. Da zwischen Dorn i und dem Werkzeug q.
dort, wo später der Flaschenhals angebracht sein wird, genügend Raum vorhanden ist,
können sich die Falten bequem legen. Das ist sehr wesentlich, weil dann später ein
viel gleichmäßigeres Verpressen durchgeführt werden kann. Abb.8 zeigt das Fertigpressen.
-
Das Bodeneinsetzen geschieht in folgender Weise. Die vorgeformte Flasche
wird zweckmäßig umgedreht, also mit der Bodenöffnung nach oben in die Unterform
gebracht, wobei ein durch die Flaschenmündung nach oben gehender Bolzen o. dgl.
die Lage des Bodens festlegen kann. Das Werkzeug besteht aus der Unterform 7, dem
Dorn 8 und dem Umrollwerkzeug g. Das Umrollen erfolgt, sobald die Ausdrehung i o
auf den oberen Rand a= der Flaschenhülse auftrifft. Sobald der Boden eingefalzt
ist, wird die Flasche wieder aus dem Unterwerkzeug herausgehoben, und nun wird mit
einer weiteren Einrichtung, beispielsweise durch Wickeln, ein Ring um den oberen
Flaschenhals herumgelegt, oder es wird ein vorher gewickelter Ring auf den Hals
der Flasche aufgeschoben. Der Ring verstärkt die Ausgußöffnung und hält außerdem
die geprägten Falten gut zusammen.