DE69100752T2 - Verfahren und vorrichtung zum beeinflussen der temperatur eines behälterendes während dessen herstellung. - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum beeinflussen der temperatur eines behälterendes während dessen herstellung.

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Description

    TECHNISCHES GEBIET:
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern der Temperatur eines Behälterendabschnitts während der Herstellung gemäß den Oberbegriffen der Patentansprüche 1 bzw. 6.
    • HINTERGRUND:
  • Rohre und Flaschen, die aus dünnwandigem Kunststoff oder laminiertem Kunststoffmaterial hergestellt sind, werden zum Verpacken von beispielsweise Cremes, Salben und verschiedenen anderen viskosen chemischen/ingenieurmäßigen Präparaten benutzt. Die schwedische Patentanmeldung 8800548-3 beschreibt ein Endteil und ein Verfahren zum Herstellen von Rohren oder Flaschen durch Stoßschweißen eines Endteils in beiden Enden eines rohrförmigen Körperabschnitts aus dünnwandigem Kunststoff oder laminiertem Kunststoffmaterial.
  • Der Vorteil zum Herstellen von Rohren oder Flaschen auf diese Weise besteht darin, daß die Notwendigkeit zum Transportieren großer leerer Behälter über lange Entfernungen vermieden wird. Demgemäß läßt das Verfahren zu, daß der private Verpacker seine eigenen Röhren oder Flaschen ohne aufwendige Aus-rüstung herstellt.
  • Das Rohr oder die Flasche, das bzw. die gemäß dem obigen Verfahren erzeugt wird, kann über seine bzw. ihre Öffnung mit seinem bzw. ihrem Produkt gefüllt werden, wonach mit der Hilfe
  • von beispielsweise Schraubengewinden eine Kappe über der Öffnung angebracht wird.
  • Es ist jedoch in vielen Fällen wünschenswert, einen Behälter zu schaffen, der in einer kontrollierten Umgebung derart abgedichtet worden ist, daß der Kunde feststellen kann, daß die Verpackung ungeöffnet ist. Dies resultiert in einer erhöhten Qualität sowohl für die Verpackung als auch ihres Inhalts.
  • Während der Herstellung eines derartigen abgedichteten Behälters ist es vorteilhaft, daß ein Auffüllen mit dem Produkt zwischen dem Einpassen des ersten Endteils, das vorzugsweise röhrenförmig ausgebildet ist, und des zweiten Endteils erfolgt.
  • Bei dem Verfahren gemäß der schwedischen Patentanmeldung 8800548.3 sind die röhrenförmigen Körperabschnitte auf einem sich intermittierend bewegenden Drehtisch zur Bewegung zwischen verschiedenen Stationen angeordnet. Bei einer Station wird jedes Endteil durch einen Kolben in das obere Ende eines entsprechenden Körperabschnitts zu einer Zwischenposition eingefügt, wo es teilweise in den Körperabschnitt vorsteht. Dieses teilweise zusammengebaute Werkstück wird dann zu der nächsten Station bewegt, wo Wärmeenergie zu dem Umfangs-Endbereich des Rohrs und dem Schnittbereich des Endteils zugeführt wird. Wenn einmal eine Temperatur erreicht ist, bei der das Material ausreichend weich ist, wird das Werkstück zu der darauffolgenden Station weitergebracht, wo zum Stoßen des Endteils zu seiner Endposition wieder ein Kolben angewendet wird. Ein schnelles Abkühlen der Schweißstelle wird dann mittels Durchgängen in dem Kolben für ein Kühlungsfluid erreicht.
    • PROBLEM UND LÖSUNG:
  • Bis jetzt hat es sich als unmöglich erwiesen, das Endteil mit dem Kolben während einer Erwärmung vor Ort anzuwenden, da der Rand des Endteils, auf den der Kolben einwirkt, einer Erwärmung auf zwischen 300ºC - 500ºC ausgesetzt wird, wodurch das Material erweicht wird, was dazu führt, daß es an dem Kolben klebt.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, was die Herstellung gefüllter Behälter mit hoher Geschwindigkeit erlaubt, während das oben angegebene Problem vermieden wird.
  • Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 und einer Vorrichtung gemäß Anspruch 6 gelöst.
  • Bevorzugte Verfahren und Ausführungsbeispiele der Vorrichtung gemäß der Erfindung sind in den jeweiligen abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Da gemäß der Erfindung die Anschlageinrichtung auf die transversale Wand des Endteils wirkt, die nicht der direkten Erwärmung ausgesetzt ist, und ihr Kühlgas zugeführt wird, gibt es keine Neigung für die Anschlageinrichtung, an dem Endteil zu kleben.
    • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGSSEITEN:
  • Die Erfindung wird im folgenden in größerem Detail unter Bezugnahme auf die Zeichnungsseiten beschrieben, wobei
  • Fig. 1 und 2 schematisch das Anlegen eines Endteils an einen röhrenförmigen Körperabschnitt in zwei Schritten mit einer Vorrichtung gemäß der Erfindung zeigt, und
  • Fig. 3 die Komprimierung der Schweißnaht zeigt.
    • BESTE AUSFÜHRUNGSFORM ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG:
  • Der in den Zeichnungsseiten gezeigte flachmachbare röhrenförmige Körperabschnitt 10 kann aus einem einzelschichtigen Kunststoff-material oder aus einem Laminat, das aus einer Metallfolie besteht, hergestellt sein, was den Körperabschnitt mit besseren Isolierungseigenschaften ausstattet. Der Körperabschnitt kann durch Folien-Anstoß-Schweißen hergestellt werden, oder alternativ dazu aus einem ausgezogenen Rohr, das auf eine geeignete Länge abgeschnitten ist. Derartige Körperabschnitte haben normalerweise eine Wanddicke, die gut unter 1 mm ist.
  • In den Zeichnungsseiten ist nur das obere Ende des Körperabschnitts gezeigt. Der untere Teil des Körperabschnitts ist schon mit einem Endteil in der Form von beispielsweise einem Entladeauslaß mit einer kooperierenden Schraubenkappe eingepaßt. Der Körperabschnitt wird über sein offenes Ende mit einem Produkt 11 bis zu einer vorbestimmten Höhe gefüllt, die der gewünschten Menge für den Behälter entspricht. Der Körperabschnitt wird nun vertikal mit der Öffnung nach oben in eine zylindrische Halterung 12 in einem (nicht gezeigten) sich intermittierend bewegenden Drehtisch angeordnet, der mit einer Einrichtung zum Einpassen des Endteils in der folgenden Reihenfolge von Schritten ausgestattet ist.
  • In Fig. 1 ist das Endteil 13 teilweise in das nach oben offene Körperabschnittsende eingefügt worden und dann um eine Stufe weiter zu der in den Fig. 1 und 2 gezeigten Schweißstation gebracht worden.
  • Das Endteil 13 besteht aus einem Einfügeabschnitt 14, der an dem inneren Ende mit einer transversalen Wand 15 und an dem äußeren Ende mit einem U-förmigen Abschnitt 16 versehen ist. Der Einfügeabschnitt 14 verjüngt sich nach innen zu der transversalen Wand 15. Der U-förmige Abschnitt ist mit einer Nut versehen, die sich zu dem Boden des U-förmigen Abschnitts verjüngt.
  • Das Endteil kann beispielsweise durch ein Injektionsgießen hergestellt werden, wodurch eine Isolierfolie an der inneren Seite oder der äußeren Seite der transversalen Wand 15 vorgesehen werden kann.
  • Die Schweißstation ist mit Durchgängen 17 zum Zuführen von heißem Gas über gerichtete Öffnungen zu dem Bereich der Kante des Körperabschnittsendes und zu der Nut in dem U-förmigen Abschnitt 16 versehen, um diese Bereiche durch Zuführen von Wärme bis zu einer Temperatur zwischen etwa 300 - 500ºC zu erweichen. Nach einer geeigneten Erwärmung wird die Halterung 12 in der Schweißvorrichtung derart nach oben versetzt, daß das Endteil 13 in den röhrenförmigen Körperabschnitt gedrückt wird, bis der Rand des Körperabschnitts auf den Boden der Nut trifft, wie es in Fig. 2 gezeigt ist. Ein zentraler kugelförmiger Düsenkopf 18 von etwa geringerem Durchmesser als die transversale Wand 15 dient als Anschlag für den Endteil 13.
  • Der Düsenkopf 18 ist mit einer im wesentlichen flachen Unterseite ausgebildet, die mit einer zentralen Aussparung 19 und einer Nut 23 versehen ist, die sich umfangsmäßig über den Durchmesser der transversalen Wand 15 erstreckt. Eine im wesentlichen vertikale Verzweigungsdurchführung 24 für die Zufuhr von Kühlgas öffnet sich in die Nut 23 und verteilt demgemäß Kühlgas um den Umfang der transversalen Wand 15.
  • Ein geeignetes Kühlgas kann kalte Luft sein. Verbrauchte kalte Luft strömt von der Nut 23 über die Unterseite des Düsenkopfs zu dem umgebenden Raum 22, von wo die benutzte kalte Luft und heißes Gas von der Schweißstation über Durchgänge 25 herausgezogen wird. Auf diese Weise wird die Temperatur des transversalen Wandbereichs gesteuert, der an den Düsenkopf anstößt, wodurch ein Kleben des Düsenkopfs daran verhindert wird. Vorteilhaft kann die Unterseite des Düsenkopfs mit einem "nicht- haftenden" Material wie beispielsweise TEFLON überzogen sein.
  • Fig. 3 zeigt den nachfolgenden Schritt des Komprimierens des U-förmigen Abschnitts 16, während er noch weich ist, so daß eine Abdichtung in diesem Bereich erreicht wird. Eine Komprimierung kann durch einen vertikal versetzbaren Anschlag 26 und eine Vielzahl von horizontalen Komprimierungsvorrichtungen 27 ausgeführt werden. Diese Komprimierungsvorrichtungen können mechanisch oder elastisch-hydraulisch betreibbar sein.
  • Die Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern kann innerhalb des Schutzbereichs der angehängten Ansprüche abgeändert werden.

Claims (8)

1. Verfahren zur Steuerung der Temperatur eines Behälterendabschnitts während der Herstellung, wobei der Behälter mit einem Erzeugnis (11) gefüllt wird, und einen im wesentlichen rohrförmigen Körperabschnitt (10) aus dünnwandigem Kunststoff oder laminiertem Kunststoffmaterial mit einem an jedem Ende des Körperabschnitts stoßangeschweißten Endteil (13) mit einer Querwand (15) besitzt, wobei ein erstes Endteil an einem Ende des Körperabschnitts befestigt wird und das Erzeugnis (11) in den Behälter über das offene Ende des Körperabschnitts eingeführt wird, ein zweites Endteil (13) in das offene Körperabschnittsende zu einer Zwischenstellung eingeführt wird, wo es teilweise in den Körperabschnitt (10) hineinragt, wobei das Kunststoffmaterial des Körperabschnittendbereichs und das zweite Endstück durch Anwenden von Wärmeenergie erweicht wird und das Endteil (13) mittels relativer Verlagerung zwischen diesem und dem Körperabschnitt (10) in den Körperabschnitt hinein in seine Endstellung mit Hilfe eines Anschlagteils gedrückt wird, dadurch gekennzeichnet, daß während der relativen Verlagerung Kühlgas der Querwand (15) des Endteils (13) zugeführt wird, und daß das Anschlagteil auf die Querwand (15) wirkt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeenergie durch ein heißes Gas vorgesehen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlgas kalte Luft ist.
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das benutzte heiße und kühle Gas aus dem Schweißbereich durch eine Saugeinrichtung (25) entfernt werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißnähte zwischen dem rohrförmigen Körperabschnitt (10) und dem Endteil (13) einem Zusammendrücken unterworfen werden.
6. Vorrichtung zur Steuerung der Temperatur eines Behälterendabschnitts während der Herstellung, mit einer Aufbringungseinrichtung zur Anordnung eines Endteils (13) mit einer Querwand (15) in einer bestimmten Zwischenstellung, wobei diese teilweise in ein Ende eines rohrförmigen Körperabschnitts (10) vorsteht, einer Heizeinrichtung (17) für das Zuführen von warmen Gas zum Erweichen des Kunststoffmaterials des Körperabschnittendbereichs und des bzw. der Enden des nach außen vorstehenden Abschnitts des Endteils (13) und mit einer Einrichtung (12, 18) zu der ein Anschlagelement zur Verlagerung des Körperabschnitts und des Endteils relativ zueinander bis zum Erreichen der Endstellung des Endteils in dem Körperabschnitt gehört, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlagelement auf die Querwand (15) wirkt, und daß Einrichtungen (24) für das Zuführen eines Kühlgases zu der Querwand (15) vorgesehen sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlgas der Querwand (15) über eine im wesentlichen vertikale Leitung (24) zuführbar ist, die in einen glockenförmigen Düsenkopf (18) mit geringfügig kleinerem Durchmesser als der Durchmesser der Querwand (15) divergiert, und wobei der Düsenkopf (18) einen Umfangsschlitz besitzt, der sich in eine ringförmige Nut (23) öffnet, die oberhalb und im wesentlichen um den Umfang der Querwand (15) verläuft, wobei der Düsenkopf (18) auch als Anschlagteil für das Endstück fungiert.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß zum Entfernen von gebrauchtem Kühlgas von der Querwand (15) und von heißem Gas von dem Schweißbereich Saugeinrichtungen (25) vorgesehen sind.
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