EP0162119A1 - Vorrichtung zum Herstellen eines Behälters aus einem flachen Zuschnitt - Google Patents

Vorrichtung zum Herstellen eines Behälters aus einem flachen Zuschnitt Download PDF

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EP0162119A1
EP0162119A1 EP84105079A EP84105079A EP0162119A1 EP 0162119 A1 EP0162119 A1 EP 0162119A1 EP 84105079 A EP84105079 A EP 84105079A EP 84105079 A EP84105079 A EP 84105079A EP 0162119 A1 EP0162119 A1 EP 0162119A1
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EP
European Patent Office
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stamp
container
die
edges
blank
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EP84105079A
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Henri Shavit
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Cessione brovitec AG
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Individual
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Priority to US06/729,802 priority patent/US4669253A/en
Priority to KR1019850003022A priority patent/KR880001937B1/ko
Priority to CA000480679A priority patent/CA1234505A/en
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B3/00—Packaging plastic material, semiliquids, liquids or mixed solids and liquids, in individual containers or receptacles, e.g. bags, sacks, boxes, cartons, cans, or jars
    • B65B3/02—Machines characterised by the incorporation of means for making the containers or receptacles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B31—MAKING ARTICLES OF PAPER, CARDBOARD OR MATERIAL WORKED IN A MANNER ANALOGOUS TO PAPER; WORKING PAPER, CARDBOARD OR MATERIAL WORKED IN A MANNER ANALOGOUS TO PAPER
    • B31B—MAKING CONTAINERS OF PAPER, CARDBOARD OR MATERIAL WORKED IN A MANNER ANALOGOUS TO PAPER
    • B31B50/00—Making rigid or semi-rigid containers, e.g. boxes or cartons
    • B31B50/26—Folding sheets, blanks or webs
    • B31B50/44—Folding sheets, blanks or webs by plungers moving through folding dies
    • B31B50/46—Folding sheets, blanks or webs by plungers moving through folding dies and interconnecting side walls
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B43/00—Forming, feeding, opening or setting-up containers or receptacles in association with packaging
    • B65B43/08—Forming three-dimensional containers from sheet material
    • B65B43/10—Forming three-dimensional containers from sheet material by folding the material
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S493/00—Manufacturing container or tube from paper; or other manufacturing from a sheet or web
    • Y10S493/916—Pliable container
    • Y10S493/927—Reclosable
    • Y10S493/929—Reclosable with valve

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a container, preferably a filled container from a flat blank of in particular semi-rigid material, e.g. E. laminated cardboard, the container having opposite, convexly curved side walls and a concave curved end wall, and wherein the blank is formed by folding and into a die and is connected to the container by sealing or the like.
  • the invention further relates to a device for producing a container of the type mentioned above, in particular a device for performing this method.
  • Such containers or packaging are already known from EP-AO 041 924 and EP-A-0 078 471 and from DE-PS 33 03 112.3.
  • the manufacture of such a container is because of the use of the semi-rigid material, which is in particular not stretchable, and for example made of thin aluminum foil and an inner thermoplastic layer z.
  • B. consists of polyethylene laminated paper or cardboard, difficult. Because cardboard as Main basic part has the property of losing more or less its stiffness at each folded point, only the edges that exist in the finished product can be processed. It is therefore not possible to manufacture the container in the manner of a flat pouch, which is sealed together on opposite sides, and into which a stamp is then inserted to form a bottom, as described by FR application no.
  • Belgian Patent No. 538 036 shows a method in which an upper punch forces an initially flat blank deep into the opening of a die and thereby forms the sides of the packaging first, after which a counter-punch is inserted from below into the die opening to inside press the bottom of the die and give it its final shape.
  • the same stamp and counter stamp then bring the edges of the packaging between sealing wheels, which continuously weld the edges over their entire length.
  • the counter-punch can go back up into the die.
  • This process in which first the sides and then the bottom of the packaging in a row cannot be used if the bottom and sides of the container have to be formed simultaneously along certain continuous edges.
  • Another disadvantage is that with this method, a travel cycle is only completed when the edges have been sealed. This results in a comparatively slow processing, since time is required here both for the deformation and for the subsequent sealing. This means that the manufacturing cycle for this process is comparatively long, but this does not meet today's production speed requirements.
  • the device according to the aforementioned Belgian patent has a die with a passage opening corresponding to the shape of the packaging to be produced in cross section.
  • the edges of the mouth of this opening are rounded from the outside inwards because of the intended and described method of working, to first force the blank into the opening and thereby raise the side walls, in order to facilitate the entry of the blank into this opening.
  • the blank can therefore not be folded exclusively along certain lines defined before the folding, but only takes place approximately in the intended areas. Only when the lower punch is pressed against the blank that has already been inserted into the die by the upper punch, whereby the blank is preformed - however along undefined edges - are the intended edges formed, but the edges previously formed and wrinkles can no longer be removed. There is therefore a risk that, in this way of working, the area which is important for stabilizing the container at the transition from the side walls to the end wall due to additional kinks and Double folds or the like is weakened.
  • the die has no guide for the side edges of the packaging, so that it is not guided laterally, which inevitably can lead to a transverse displacement of the edges lying one on top of the other even after sealing. Such a side shift then requires a trimming of the side edges in a complex manner. In addition, care must be taken to ensure that the cut remains are removed. With this device, side guides would also be of virtually no use, since the blank is held from the start by the stamp and the counter-stamp and can therefore practically no longer be moved or centered laterally.
  • the object of the present invention is to provide a method and a device of the type mentioned at the outset, with which a packaging container of the type mentioned at the outset can be produced, deformations being carried out only there during manufacture, which later also occurs in the finished container Folded or folded edges u.
  • the method and device should enable a high product speed and allow configurations in which subsequent trimming, in particular of the connecting edges of the side walls, can be avoided.
  • the inventive method for solving this problem is characterized in that first the later The end wall-forming part of the blank is gripped and pressed on both sides and the end wall is shaped, and in that case the folding edges between the end wall and the side walls are embossed and the side walls of the later container are folded towards one another and that this folding part is then drawn into the die and the side walls be brought together.
  • a pre-folding and merging of side walls in the interior of a die is not first accomplished, whereby undefined kinks and folds can occur, but rather the end wall is shaped and embossed and the pre-forming and moving of the side walls is accomplished before only then the largely preformed container is drawn into the die in order to finally bring the side walls together.
  • the invention allows an embodiment according to which the preformed, still open containers are transferred straight from a die through the die into a transport holder.
  • the end wall, then the side walls can be shaped and finally, this intermediate product can be transferred to the above-mentioned transport holder in continuation of the movements previously made. This allows high production speeds.
  • a modification or additional embodiment of the invention can consist in that a spout is first attached to the flat blank on the later end wall, which spout serves as a centering aid in the later shaping of the container. It is known from EP-A-0 041 924, for example, to provide a spout on the later end wall at a predetermined location, preferably exactly in the middle, which is either initially a punching of a hole or else already the attachment a plastic part can act. Either the punching or the plastic part already inserted can form the centering aid.
  • the manufacturing accuracy can be increased by the attachment of the spout, so that the attachment of this spout advantageously favors the manufacturing process.
  • the flat blanks can be deformed as individual blanks or also initially contiguously z. B. fed from a roll and separated.
  • the connecting edges z. B. by heat sealing, ultrasound, high frequency or the like. It is advantageous if the blank is shaped and folded into an open container, then connected in a partial section of its connecting edges, then filled and finally closed completely.
  • the transport holder already mentioned is expedient, which brings the container to corresponding work stations for these various operations can.
  • the invention also relates to a device for producing a container, the device comprising at least one shaping station for shaping a blank into the later shape of the container, a sealing or welding station for connecting the container edges and optionally further processing stations for filling, closing and the like.
  • the deforming station is arranged coaxially, has at least one form punch, a die with an inner cavity designed according to the container cross-section and a counter-punch fitting into this inner cavity.
  • this device is characterized in that the counter-stamp is in two parts and has a fixed and a movable stamp part, that the fixed stamp part serve simultaneously as a die and the movable stamp part serves as a bottom stamp, whereby the stamp and the bottom stamp have the corresponding faces and contours of the end wall or the bottom of the container, facing each other and the boundary edges of the die and the bottom stamp and the opening edge of the die cavity have the same shape and the same course and all three are formed as shaping edges are, and that the bottom stamp is arranged during the shaping of the end wall and the folded edges with its boundary or front edge approximately at the same, opening edge of the die cavity facing the shaping stamp and that at least t areas are provided along the opening edge for the side surfaces of the blank and / or are formed by the edge itself.
  • the flat blank thus serves the two-part counter-stamp, the fixed part of which is arranged with the movable base stamp in this phase so that the boundary edges of the base stamp are also arranged on the sharp-edged mouth of the fixed part, which later serves as a die.
  • the end wall is already shaped with its curvature at a defined point with correspondingly sharp edges, advantageously by the side systems present in the area of the opening edge before the retraction of the Cut the side walls up into the inner cavity of the die. This prevents undefined kinks or folds from occurring when this preformed intermediate product of the container is later drawn in. Rather, the end wall, which is important for the dimensional stability of the later container, is largely already finished when the blank is gripped and first pressed.
  • the end face of the base stamp has a convex curvature and the die has a support side with a V-shaped incision to form the side abutments and if the curvature rises and falls in the longitudinal direction of the incision.
  • This takes into account the shaping of the spatial folded edges at the transition from a concave front wall to convex side walls.
  • this V-shaped arrangement of the end face of the die with the base stamp bulging in this V-neck ensures that the surfaces of the V-shaped incision located next to the base stamp serve as side systems when embossing the end wall for an automatic raising of the side walls of the container.
  • the form stamp, the bottom stamp and the inner cavity of the die have an approximately lenticular cross-section, preferably with pointed ends corresponding to that of the container to be produced, and that the boundary lines of the die front faces and the die cavity edge are at an acute angle at the base of the V -shaped incision.
  • the boundary surfaces of the V-groove of the die can enclose an angle of 90 ° for the production of containers with parallel - albeit curved - side walls.
  • the end faces of the punches can each be formed by jacket sections of a cylinder which, on the other hand, is given the desired lens shape when viewed in the projection direction through the V-shaped groove of the die.
  • the inner walls of the inner cavity of the die are formed by the penetrating part of the lateral surfaces of two parallel, intersecting cylinders of the same diameter, and that the plunger support sides used to form an end face of the container form part of a lateral surface of a further cylinder of the same diameter form, whose central axis intersects that of the two parallel cylinders at right angles.
  • the end wall region of the container and in particular the sharp folding edges provided there are thus defined by three simple geometric bodies of the same size which penetrate each other in the manner described above. This not only facilitates the manufacture of the container itself and results in favorable and natural lines, but also facilitates the manufacture of the corresponding molding tools.
  • An embodiment of the invention provides that for the transport of the at least preformed container from one processing station to the next, a transfer device with at least one transfer block or the like, which can be displaced transversely to the connecting axis Ger stamp, is provided for a container, and that the transfer block or transfer blocks are arranged with their transverse transport plane between the die and the counter punch located in the extended position.
  • This arrangement enables a particularly simple transfer of the container from a processing station to the transfer device and thus also to a next station. It is also particularly advantageous that the counter-punch can engage in the die through the transfer blocks.
  • the device according to the invention is characterized as a further development in that the counter-punch can be moved axially through the transport holder and further through the inner cavity of the fixed die with its edges to approximately in accordance with the mouth edges of the die, if only approximately at this position of the base die, the form die in the same axial direction of movement tuns, but in the opposite direction, i.e.
  • the floor stamp in the direction of the floor stamp can be moved and pressed against it - so that an intermediate flat blank is formed in the manner described above - if the mold stamp can then be moved further in its direction of movement and thus the floor stamp with the between both stamps clamped blank is adjustable back into the transport holder and then when the form stamp is retractable into its initial position, so that the transport holder with the deformed.
  • Cutting is free to move across the axis or direction of movement of the stamp in order to gradually bring the cutting to further work stations.
  • the aforementioned assignments of movements and directions of movement can be carried out with conventional control means in the desired order at high speed.
  • the transport holder can gradually move to other workstations after receiving the shaped blank. B. for welding the edges, filling, sealing, emptying or the like.
  • a container 31 forming a package (FIGS. 2 and 3) is formed from a blank 100 (FIG. 1).
  • the blank 100 essentially has a central area approximately centrally, which is essentially formed in a flat projection by two circular sections placed with their straight sides and which later represents the end wall 6.
  • This middle surface 6 is delimited by lines 1 and 2. They close to the outside. later side faces 8 and 9.
  • the edge that later forms the connection area of the container is designated 52.
  • the finished container according to FIGS. 2 and 3 then has convexly curved side surfaces 8 and 9 and an inwardly, ie concavely curved end surface or end wall 6.
  • the end regions of the arched, central end wall or end face 6 adjoining the edges 52 are denoted by 3 and 4.
  • the transition areas between the side surfaces 8 and 9 and the flange-like edges 52 form welding edges and are designated by 10, 11 and 12.
  • FIG. 4 shows, in a highly schematic manner, an apparatus for manufacturing a container 31, designated 101 as a whole.
  • the apparatus 101 essentially has a deformation station 70, a sealing or welding station 71, a filling station 72 and a station 73 for closing the container 31.
  • the form stamp 21, the bottom stamp 22 and the inner cavity 46 of the die 19 have an approximately lenticular cross-section corresponding to that of the container 31 to be produced.
  • this inner cavity 46 for the die 21 the die has a V-shaped incision 44.
  • the support side 54 of the molding die 21 has a concave curvature, while the counter-die 22 has a convex support side 56.
  • the support sides of the punches could lie directly against one another and press-fit an intermediate blank.
  • the arrangement and depth of the V-shaped incision 44 in the upper side of the die is now matched to the curvature of the end wall 6 of the container 31 in such a way that the transition points designated 3 and 4 are in each case at the outer end of the end face 6 in the base of the V-shaped incision 44 come to rest.
  • the inner cavity 46 has trough-shaped longitudinal slots 47 took on the flange-like edges 52 of the container 31.
  • the frontal boundary edges or edges 57, 58 of the punches 21 and 22 as well as the edge 59 of the inner cavity 44 facing the forming die 21 have approximately the same contours which are adapted to the intended curvature of the one end face 6 of the container.
  • both the front boundary edges or edges 57 and 58 of the punch 21 and 22 and the opening edges 59 of the female cavity 46 all have the same shape and the same course and all three as shaping Edges are formed.
  • a blank 100 is guided onto the upper side of the die 19, the bottom punch 22 being in the up position and forming the counter punch with the die 19 and its V-shaped incision 44.
  • the further course of the shaping of the blank 100 or of the container 31 can then be clearly seen in FIGS. 6 to 9.
  • the die 21 moves down and presses the blank 100 in the area of the central surface 6 against the counter-stamp and in particular against the end face 56 of the floor stamp 22 which is in the up position.
  • the central surface 6 is shaped according to the stamp curvature and simultaneously are also the side surfaces 8 and 9, supported by the -V-shaped incision 44 acting as side systems, folded up. The folding takes place exactly along the lines 1 and 2 provided (cf. FIG.
  • the bottom stamp 22 can be moved axially through the transfer block or transport holder 20 and further through the inner cavity 46 of the die 19 with its front edges 58 to approximately in accordance with the mouth edges 59 of the die, that approximately at this position of the bottom stamp 22 of the shaping stamp 21 in the same axial direction of movement, but in the opposite direction, that is to say in the direction of the bottom stamp 22, is movable and can be pressed against it, a blank 100 located at this point and then precisely aligned being gripped and shaped accordingly on both sides, after which the form stamp 21 can be moved further in its direction of movement and thus at the same time the bottom stamp 22 with the zwi see both stamps clamped blank 100 is adjustable back into the transport holder 20 and that then the form stamp 21 can be retracted into its initial position and also the bottom stamp can be moved out of the area of the transport holder 20 so far that the transport holder 20 with the deformed blank 31 is free to move the stamp crosswise to the axis or direction of movement in order to gradually bring
  • the transport holder 20 is thus after receiving the shaped blank 31 step by step to other workstations, for. B. for welding the edges, filling, sealing, etc., and then resettable in the forming station between the die 19 and the movable base stamp, after which it is available for the next cycle.
  • semi-rigid material can also be used, e.g. B. from laminated cardboard, which is not deformable or stretchable, can be folded without stretching or pressure occurring, which could lead to tearing of the material or incorrect folding, can occur.
  • the folded edges can be chamfered to prevent the blank from being damaged by sharp edges during molding.
  • the transfer device 50 transports the transfer blocks 20 step by step and the shaped blank is brought to a sealing or welding station 71 after the molding.
  • An upper and a lower punch 27 and 28 may then squeeze the container 31 from the transfer block 20 in order to introduce it into the actual sealing station 71 (see. Also Fig. 1 4).
  • Movable clamping jaws 30 are provided here for sealing the two opposite sides 10 and 11.
  • the container 31, which is welded along laterally is then returned to the transfer block 20 and then transported to a filling station 72.
  • the container can be raised by a pusher 34 for the filling process and later brought down again by another pusher 35.
  • the filled container 31 is then ejected downward by a pusher 38 and then lies against a stop 39 which can be pivoted away. After the container 31 has been closed by sealing tools 40 along the line 12, the container 31 is released and, for example, comes out of the area of the device via a slide 41.
  • the blank 100 which is located here above the die 19, is shown in dash-dot lines in FIG. 10. It should also be mentioned that the V-groove 44 encloses an angle of approximately 90 with its side surfaces 43.
  • Guide grooves 51 provided in the transfer blocks 20 can be positioned in alignment with these longitudinal slots 47. These guide troughs are of greater importance because they keep the folded cut in the edge area. These guide troughs can have inlet slopes not shown here on the input side.
  • FIGS. 11 to 13 also show the geometric relationships of the outer walls of the container 31.
  • These boundary surfaces 66 correspond to the side surfaces 8 and 9 of the container 31, which is still open on one side.
  • a further cylinder 65 is provided, which is arranged at right angles to the other two cylinders 62, 63 and in their connecting plane.
  • This cylinder also has a diameter corresponding to that of cylinders 62 and 63.
  • FIG. 14 also shows a horizontal cross section of a welding station 71 approximately corresponding to the cross section AA in FIG. 4.
  • Two segments 67 are provided, against which the side surfaces 8 and 9 of the container 31 abut.
  • guide stops 38 are provided, against which the edges of the opposite edges 52 rest and are guided.
  • 69 movable sealing jaws are referred to, which can be designed as heatable clamping jaws or, if necessary, can also be fed by ultrasound or high frequency, etc.
  • These sealing jaws 69 engage through gaps left between the segments 67 and the guide stops 68.
  • the shaped blank can move or align as far to the side (arrow Pf 2), so that a continuously flush stop occurs at the guide stops 68.
  • the longitudinal edges form a smooth after sealing Conclusion, so that subsequent trimming is no longer necessary here.
  • the transfer device itself can consist of one or more transfer blocks or the like, which can either be implemented independently of one another or else in a coherent manner, for example as a turntable.
  • the blanks themselves can be individually or stacked, connected to one another or used from a roll. In the latter two cases, devices are provided which can separate the blanks by tearing them off or cutting them off.
  • boundary edges of the support sides of the punches and the edge of the die cavity 46 facing the forming die may not be continuously curved or curved, as described above, but rather polygonal with straight sections, in particular in accordance with the shape of the container.

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Abstract

Eine Vorrichtung (101) (Fig. 10) dient zum Herstellen eines Verpackungs-Behälters, der konvexe Seitenwände sowie eine konkave Stirnwand aufweist. Die Vorrichtung weist im wesentlichen in koaxialer Anordnung eine Matrize (19), eine Formstempel (21) sowie einen Gegenstempel (22) auf. Außerdem ist noch zwischen der Matrize (19) und dem hier in Ausfahrstellung befindlichen Gegenstempel (22) ein gemäß dem Pfeil Pf 1 seitenverfahrbarer Transferblock (20) einer Transfereinrichtung (50) erkennbar. Der Formstempel (21) weist eine konkave Stirnseite (54) und der Gegenstempel eine konvexe Stirnseite (56) auf. Diese Flächen entsprechen etwa der Stirnseite des herzustellenden Behälters. Die Matrize (19) weist eine Innenhöhlung (46) auf, bei deren dem Formstempel (21) zugewandten Mundungsbereich sich ein V- Einschnitt (44) befindet. Die Begrenzungskanten (57) des Formstempels (21) und die Begrenzungskanten (58) des Gegenstempels (22) und auch die Öffnungskante (59) der Matrizen-Innenhöhlung (46) weisen gleiche Konturen auf. Dadurch kann bei eingefahrenem Gegenstempel (22) mit beieinanderliegenden Linien (58 und 59) sowie auch durch die V-Einschnittsflächen (43) eine Auflageseite entsprechend der Behälterstirnseite gebildet werden. Beim Falten eines Zuschnittes (100) sind somit genau definierte Falkanten vorhanden.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Behälters, vorzugsweise eines gefüllten Behälters aus einem flachen Zuschnitt aus insbesondere halbsteifem Material, z. E. kaschiertem Karton, wobei der Behälter gegenüberliegende, konvex gewölbte Seitenwände und eine konkav gewölbte Stirnwand hat und wobei der Zuschnitt durch Falten und in eine Matrize geformt und durch Siegeln od. dgl. seiner Ränder zu dem Behälter verbunden wird. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zum Herstellen eines Behälters der vorstehend erwähnten Art, insbesondere eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
  • Solche Behälter oder Verpackungen sind bereits durch die EP-A-O 041 924 und EP-A-0 078 471 sowie durch die DE-PS 33 03 112,3 bekannt. Die Herstellung eines solchen Behälters ist wegen der Verwendung des halbsteifen Materiales, das insbesondere nicht dehnbar ist, und beispielsweise aus mit dünner Aluminiumfolie und einer inneren thermoplastischen Schicht z. B. aus Polyäthylen kaschiertem Papier oder Karton besteht, schwierig. Da Karton als Hauptgrundbestaadteil die Eigenschaft hat, seine Steifheit an jeder gefalteten Stelle mehr oder weniger zu verlieren, können nur die Kanten, die bei dem fertigen Produkt existieren, bearbeitet werden. Es ist deshalb nicht möglich, den Behälter in der Art eines flachen Beutels herzustellen, der auf gegenüberliegenden Seiten zusammengesiegelt ist, und in den dann ein Stempel zur Bildung eines Bodens eingeführt wird, wie es durch die FR-Anmeldung Nr. 2 181 620 und Nr. 2 351.870 bekannt ist. Hierbei ist aber nicht die Voraussetzung gegeben, eine Verformung zweier gebogener scharfer Faltkanten zu realisieren, wie dies bei dem vorgesehenen Behälter auch für dessen Formstabilität der Fall ist. Vielmehr ergibt sich durch eine gerade, im Boden eines solchen Beutels vorhandene Falte zwischen den die Stirnwand begrenzenden Umbiegungen ein Scharniereffekt, so daß der Boden nicht mehr die nötige Steife hat, um die zwei Seiten der VerpacKung auseinanderzuhalten. Solche Verfahren können somit nur verwendet werden, um biegsame, elastische bzw. dehnbare Beutel herzustellen.
  • Das belgische Patent Nr. 538 036 zeigt ein Verfahren, bei dem ein oberer Stempel einen zunächst flachen Zuschnitt tief in die öffnung einer Matrize zwingt und dabei zuerst die Seiten der Verpackung bildet, wonach ein Gegenstempel von unten in die Matrizenöffnung eingeführt wird, um im Inneren der Matrize den Boden zu pressen und ihm seine endgültige Form zu geben. Die gleichen Stempel und Gegenstempel bringen dann die Ränder der Verpackung zwischen Versiegelungsräder, die die Ränder in ihrer ganzen Länge kontinuierlich zuschweißen. Nach dem Versiegeln und der Entnahme der Verpackung aus der Matrize heraus kann der Gegenstempel wieder in die Matrize hinaufgehen. Dieses Verfahren, bei dem zunächst die Seiten und anschließend der Boden der Verpackung hintereinander gebildet werden, kann nicht verwendet werden, wenn der Boden und die Seiten des Behälters gleichzeitig entlang ganz bestimmter kontinuierlicher Kanten gebildet werden muß. Außerdem ist nachteilig, daß bei diesem Verfahren ein Verfahrzyklus erst dann beendet ist, wenn die Versiegelung der Ränder vorgenommen wurde. Dadurch ergibt sich eine vergleichsweise langsame Bearbeitung, da hier sowohl für die Verformung als auch für die sich anschließende Versiegelung entsprechend Zeit beansprucht wird. Somit wird der Herstellzyklus bei diesem Verfahren vergleichsweise lang, was aber den heutigen Anforderungen an die Procuktionsgeschwindigkeit nicht entspricht.
  • Die Vorrichtung nach dem vorerwähnten belgischen Patent weist eine Matrize mit einer der Form der herzustellenden Verpackung im Querschnitt entsprechenden Durchtrittsöffnung auf. Die Ränder der Mündung dieser Öffnung sind wegen der vorgesehenen und vorbeschriebenen Arbeitsweise, zuerst den Zuschnitt in die Öffnung zu zwingen und dabei die Seitenwände hochzustellen, von außen nach innen hin abgerundet, um den Eingang des Zuschnittes in diese Öffnung zu erleichtern. Dabei kann das Falten des Zuschnittes also nicht ausschließlich entlang bestimmter, vor dem Falten festgelegter Linien durchgeführt werden, sondern erfolgt nur ungefähr in vorgesehenen Bereichen. Erst wenn der untere Stempel gegen den Zuschnitt gepreßt wird, der durch den oberen Stempel bereits in die Matrize eingefahren ist, wobei der Zuschnitt - jedoch entlang undefinierter Kanten - schon vorgeformt wird, werden die vorgesehenen Kanten geformt, wobei sich jedoch die schon vorher gebildeten Kanten und Knickfalten nicht mehr beseitigen lassen. Es besteht somit die Gefahr, daß bei dieser Arbeitsweise gerade der für das Stabilisieren des Behälters wichtige Bereich am übergang von den Seitenwänden zu der Stirnwand durch zusätzliche Knicke und Doppelfaltungen od. dgl. geschwächt ist.
  • Ein anderer Nachteil besteht darin, daß die Matrize keine Führung für die Seitenränder der Verpackung aufweist, so daß diese seitlich nicht geführt ist, was zwangsläufig zu einer Querverschiebung der aufeinanderliegenden Ränder selbst nach dem Versiegeln führen kann. Eine solche Seitenverschiebung erfordert dann noch in aufwendiger Weise ein Beschneiden der Seitenränder. Außerdem muß zusätzlich dafür gesorgt werden, daß die Schnittreste beseitigt werden. Bei dieser Vorrichtung würden auch Seitenführungen praktisch nichts nützen, da der Zuschnitt von Anfang an durch den Stempel und den Gegenstempel gehalten ist und sich somit praktisch nicht mehr seitenbewegen bzw. zentrieren läßt.
  • Eine weitere Vorrichtung zum Herstellen eines Behälters zeigt das belgische Patent Nr. 1.186.975, die ebenfalls einen Stempel und eine Reihe Gegenstempel besitzt, welche auf einer Kette befestigt sind. Um die Seiten der Verpackung zu formen bzw. aufzurichten, weist diese Vorrichtung anstatt einer festen Matrize Wandabschnitte auf Scharnieren auf, die gegen die zu bildenden Faltkanten gerichtet sind. Abgesehen davon, daß ein solches Verfahren und die zugehörige Vorrichtung kompliziert und teuer sind, sind durch die vielen beweglichen Teile Nachteile vorhanden, und die Vorrichtung ist praktisch nicht mehr verwendbar, wenn die Faltkanten sowie die Seiten der Verpackung gebogen oder gewölbt sind. Auch bei dieser Vorrichtung müssen die Verpackungsränder nach der Versiegelung beschnitten werden, was einerseits teuer ist und andererseits durch den anfallenden Kartonstaub, die Schnittreste, die gegebenenfalls in die Verpackung fallen usw., auch unhygienisch ist. Außerdem ist nachteilig, daß diese Verpackung, da sie nur durch den Boden gehalten wird, die Tendenz hat, sich selbsttätig zu schließen, so daß eine Vorrichtung erforderlich ist, die den Behälter vor dem Füllen wieder öffnet. Außerdem muß bei dieser Vorrichtung, bei der die unteren Gegenstempel wegen ihrer Anzahl nicht vertikal bewegt werden können, eine entsprechende Bewegung durch die verschiedenen Stationen selbst durchgeführt werden, wie z. B. der Dosierstation, was jedoch wesentlich aufwendiger ist.
  • Es sind auch noch andere Patente oder Patentanmeldungen bekannt, welche jedoch alle gemeinsam haben, daß hierbei nur Verpackungsbehälter hergestellt werden können, die geknickte, geradlinige Faltkanten aufweisen oder aus biegsamem, elastischem Material bestehen. In diesem Zusammenhang seien folgende Patente erwähnt:
    • US 3.382.644 (Vogt), US 548.474 (Winternitz), US 2.432.462 (Waters), US 2.947.653 (Föhr), US 3.145.630 (Moore), US 2.502.521 (Doyen), US 2.209.448 (Dunlap), US 2.691.259 (Weckesser), US 3.041.947 (Danielzig), FR-PS 1.052.490 (I. D. Plastic), CH-PS 603.423 (Vifor).
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, womit ein Verpackungs-Behälter der eingangs erwähnten Art hergestellt werden kann, wobei insbesondere während der Herstellung nur dort Verformungen vorgenommen werden, die später bei dem fertigen Behälter auch Falt- oder Knickkanten u. dgl. bilden. Dabei sollen Verfahren und Vorrichtung eine hohe Produktgeschwindigkeit ermöglichen und Ausgestaltungen zulassen, bei denen ein nachträgliches Beschneiden insbesondere der Verbindungsränder der Seitenwände vermieden werden kann.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zur Lösung dieser Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet, daß zuerst der die spätere Stirnwand bildende Teil des Zuschnittes beidseitig erfaßt und gepreßt und dabei die Stirnwand geformt wird und daß gleichzeitig bei dieser Formung die Faltkanten zwischen Stirnwand und Seitenwänden fertig geprägt und die Seitenwände des späteren Behälters zueinander gefaltet werden und daß anschließend dieser Faltteil in die Matrize eingezogen und die Seitenwände zusammengeführt werden. Entgegen vorbekannten Verfahren wird also nicht zunächst eine Vorfaltung und Zusammenführung von Seitenwänden im Inneren einer Matrize bewerkstelligt, wobei undefinierte Knicke und Faltungen entstehen können, sondern es wird zunächst die Stirnwand geformt und geprägt und dabei schon das Vorformen und Zueinanderbewegen der Seitenwände bewerkstelligt, bevor dann erst der so schon weitgehend vorgeformte Behälter in die Matrize eingezogen wird, um die Seitenwände endgültig zusammenzuführen. Da zunächst der flache Zuschnitt beidseitig erfaßt und bezüglich der späteren Stirnwand praktisch fertiggestellt wird, ist dies mit hoher Produktionsgeschwindigkeit und dennoch hoher Genauigkeit möglich, so daß die Faltkanten genau an den vorbestimmten Stellen entstehen und durch die beidseitige Erfassung dieses Bereiches, die in der Folge aufrechterhalten bleibt, keine unerwünschten Falten oder Knicke auftreten können. Somit können durch dieses Verfahren zwangsläufig nur dort Knickstellen und Faltkanten gebildet werden, wo diese für den späteren Behälter auch vorgesehen sind.
  • In vorteilhafter Weise erlaubt die Erfindung eine Ausgestaltung, wonach die vorgeformten, noch offenen Behälter von einem Formstempel durch die Matrize hindurch geradlinig in einen Transporthalter überführt werden. Somit können in einem auch von der Bewegung her kontinuierlichen Verfahren ausgehend von einem flachen Zuschnitt zunächst die Stirnwand, dann die Seitenwände geformt und schließlich dieses Zwischenprodukt in Fortsetzung der zuvor erfolgten Bewegungen in den erwähnten Transporthalter überführt werden. Dies erlaubt hohe Produktionsgeschwindigkeiten.
  • Eine Abwandlung oder zusätzliche Ausgestaltung der Erfindung kann darin bestehen, daß an dem flachen Zuschnitt an der späteren Stirnwand zuerst ein Ausguß angebracht wird, der bei der späteren Formung des Behälters als Zentrierhilfe dient. Es ist aus der EP-A-0 041 924 beispielsweise bekannt, an der späteren Stirnwand an einer vorbestimmten Stelle, bevorzugt genau in der Mitte, einen Ausguß vorzusehen, wobei es sich entweder zunächst um eine Stanzung eines Loches oder aber auch schon um die Anbringung eines Kunststoff-Teiles handeln kann. Entweder kann die Stanzung oder das schon eingesetzte Kunststoff-Teil die Zentrierhilfe bilden. Somit kann durch die Anbringung des Ausgusses die Fertigungsgenauigkeit erhöht werden, so daß die Anbringung dieses Ausgusses in vorteilhafter Weise den Herstellungsprozeß begünstigt.
  • Die flachen Zuschnitte können vor ihrer Verformung als Einzelzuschnitte oder aber auch zunächst zusammenhängend z. B. von einer Rolle zugeführt und abgetrennt werden.
  • Nach dem Falten des Zuschnittes können dessen Verbindungsränder z. B. durch Heißsiegelung, Ultraschall, Hochfrequenz od. dgl. miteinander verbunden werden. Dabei ist es vorteilhaft, wenn der Zuschnitt zu einem offenen Behälter geformt und gefaltet, anschließend in einem Teilabschnitt seiner Verbindungsränder verbunden, dann gefüllt und schließlich vollständig geschlossen wird. Dabei ist der schon erwähnte Transporthalter zweckmäßig, der den Behälter für diese verschiedenen Operationen zu entsprechenden Arbeitsstationen bringen kann.
  • Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zum Herstellen eines Behälters, wobei die Vorrichtung zumindest eine Verformstation zum Formen eines Zuschnittes etwa in die spätere Behälterform, eine Versiegelungs- oder Schweißstation zum Verbinden der Behälterränder sowie gegebenenfalls weitere Bearbeitungsstationen zum Füllen, Verschließen u. dgl. aufweist und wobei die Verformstation koaxial angeordnet, zumindest einen Formstempel, eine Matrize mit einer entsprechend dem Behälterquerschnitt ausgebildeten Innenhöhlung sowie einen in diese Innenhöhlung passenden Gegenstempel aufweist.
  • Zur Lösung der vorstehend genannten Aufgabe sowie insbesondere auch zur Durchführung des vorbeschriebenen Verfahrens ist diese Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenstempel zweiteilig ist und einen feststehenden und einen beweglichen Stempelteil aufweist, daß der feststehende Stempelteil gleichzeitig als Matrize und der bewegliche Stempelteil als Bodenstempel dienen, wobei der Formstempel sowie der Bodenstempel dem Umriß und der Form der Stirnwand bzw. des Bodens des Behälters entsprechende, einander zugewandte Stirnseiten aufweisen und die Begrenzungsränder des Formstempels und des Bodenstempels und der öffnungsrand der Matrizenhöhlung gleiche Form und gleichen Verlauf haben und alle drei als formende Kanten ausgebildet sind, und daß der Bodenstempel sich beim Formen der Stirnwand und der Faltkanten mit seinem Begrenzungs- bzw. Stirnseitenrand etwa bei dem gleich verlaufenden, dem Formstempel zugewandten öffnungsrand der Matrizen-Innenhöhlung angeordnet ist und daß zumindest bereichsweise entlang des öffnungsrandes Seitenanlagen für die Seitenflächen des Zuschnittes vorgesehen und/oder durch den Rand selbst gebildet sind. Zum beidseitigen Erfassen des flachen Zuschnittes dient also der zweiteilige Gegenstempel, dessen feststehender Teil mit dem beweglichen Bodenstempel in dieser Phase so angeordnet sind, daß an der scharfkantigen Mündung des feststehenden, später als Matrize dienenden Teiles auch die Begrenzungskanten des Bodenstempels angeordnet sind. Wird nun an dieser Stelle mit Hilfe des Formstempels der flache Zuschnitt beidseitig erfaßt und gepreßt, ist an definierter Stelle mit entsprechend scharfen Kanten schon die Stirnwand auch mit ihrer Wölbung geformt, wobei in vorteilhafter Weise durch die im Bereich des öffnungsrandes vorhandenen Seitenanlagen vor dem Einziehen des Zuschnittes in die Matrizen-Innenhöhlung sich die Seitenwände hochstellen. Somit wird vermieden, daß beim späteren Einziehen dieses vorgeformten Zwischenproduktes des Behälters noch undefinierte Knickungen oder Falten entstehen. Vielmehr wird die für die Formstabilität des späteren Behälters wichtige Stirnwand bereits weitgehend beim Erfassen und ersten Pressen des Zuschnittes fertig ausgebildet.
  • Besonders zweckmäßig für die Erfindung ist es, wenn die Stirnseite des Bodenstempels eine konvexe Wölbung und die Matrize eine Auflageseite mit einem V-förmigen Einschnitt zur Bildung der Seitenanlagen aufweist und wenn die Wölbung in Längsrichtung des Einschnittes ansteigend und abfallend verläuft. Dadurch wird der Formung der räumlichen Faltkanten am übergang von einer konkav gewölbten Stirnwand zu konvex gewölbten Seitenwänden Rechnung getragen. Gleichzeitig wird dabei durch diese V-förmige Anordnung der Stirnseite der Matrize mit dem in diesem V-Ausschnitt vorgewölbten Bodenstempel dafür gesorgt, daß die neben dem Bodenstempel befindlichen Flächen des V-förmigen Einschnittes als Seitenanlagen beim Prägen der Stirnwand für ein selbsttätiges Hochstellen der Seitenwände des Behälters sorgen.
  • Bevorzugt ist dabei, daß der Formstempel, der Bodenstempel sowie die Innenhöhlung der Matrize einen etwa linsenförmigen Querschnitt, vorzugsweise mit spitzen Enden entsprechend dem des herzustellenden Behälters aufweisen und daß sich die Begrenzungslinien der Stempelstirnseiten sowie des Matrizen-Höhlungsrandes unter einem spitzen Winkel am Grunde des V-förmigen Einschnittes treffen.
  • Die Begrenzungsflächen der V-Rinne der Matrize können zum Herstellen von Behältern mit parallel verlaufenden - wenn auch gewölbten - Seitenwänden einen Winkel von 90° einschließen. Dabei können die Stirnseiten der Stempel jeweils durch Mantelabschnitte eines Zylinders gebildet sein, der andererseits durch die V-förmige Rinne der Matrize in Projektionsrichtung gesehen die gewünschte Linsenform erhält.
  • Es hat sich gezeigt, daß ein problemloses Prägen und Formen der konkaven Stirnwand und der konvexen Seitenwände und insbesondere der am übergang vorgesehenen scharfen Faltkante, die zu einem stabilen und steifen Behältnis führt, der Wölbungsradius der konkaven Auflageseite des Formstempels, der Wölbungsradius der konvexen Auflageseite des Bodenstempels sowie die Wölbungen der Seitenflächen der Stempel gleich gewählt werden können. Praktisch ergibt sich dann, daß die Innenwände der Innenhöhlung der Matrize durch den sich durchdringenden Teil der Mantelflächen zweier paralleler, sich schneidender Zylinder gleichen Durchmessers gebildet sind und daß die zur Bildung einer Stirnseite des Behälters dienenden Stempelauflageseiten einen Teilbereich einer Mantelfläche eines weiteren Zylinders gleichen Durchmessers bilden, dessen Mittelachse die der beiden parallelen Zylinder rechtwinklig schneidet. Somit sind der Stirnwandbereich des Behälters und insbesondere die dort vorgesehenen scharfen Faltkanten durch drei sich in der vorbeschriebenen Weise durchdringende einfache geometrische Körper gleicher Größe definiert. Dies erleichtert nicht nur die Herstellung des Behälters selbst und ergibt günstige und natürliche Linienverläufe, sondern erleichtert auch die Herstellung der entsprechenden Formwerkzeuge.
  • Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß zum Transportieren des zumindest vorgeformten Behälters von einer Bearbeitungsstation zu einer nächsten eine Transfereinrichtung mit wenigstens einem quer zur Verbindungsachse Ger Stempel verschiebbaren Transferblock od. dgl. Halter für einen Behälter vorgesehen ist, und daß der bzw. die Transferblöcke mit ihrer Quertransportebene zwischen der Matrize und dem in Ausfahrstellung befindlichen Gegenstempel angeordnet sind. Durch diese Anordnung ist eine besonders einfache Übergabe des Behälters von einer Bearbeitungsstation in die Transfereinrichtung und damit auch zu einer nächsten Station möglich. Besonders vorteilhaft ist dabei auch, daß der Gegenstempel dabei durch die Transferblöcke hindurch in die Matrize eingreifen kann.
  • Besonders vorteilhaft und zweckmäßig ist es, wenn die erfindungsgemäße Vorrichtung als Weiterbildung dadurch gekennzeichnet ist, daß der Gegenstempel axial durch den Transporthalter und weiter durch die Innenhöhlung der der fixen Matrize mit seinen Kanten bis etwa in Übereinstimmung mit den Mündungskanten der Matrize bewegbar ist, wenn erst etwa bei dieser Position des Bodenstempels der Formstempel in gleicher axialer Bewegungsrichtuns, jedoch entgegengesetzt, also in Richtung auf den Bodenstempel hin bewegbar und an ihn anpreßbar ist - so daß ein dazwischen befindlicher zunächst flacher Zuschnitt in der vorbeschriebenen Weise geformt wird - wenn dann der Formstempel in seiner Bewegungsrichtung weiterbewegbar und damit gleichzeitig der Bodenstempel mit dem zwischen beiden Stempeln eingeklemmten Zuschnitt bis in den Transporthalter zurückverstellbar ist und wenn dann der Formstempel in seine Anfangsstellung zurückziehbar ist, so daß der Transporthalter mit dem verformter. Zuschnitt.frei ist, sich quer zur Achse bzw. Bewegungsrichtung der Stempel zu bewegen, um den Zuschnitt schrittweise zu weiteren Arbeitsstationen zu bringen. Die vorerwähnten Zuordnungen von Bewegungen und Bewegungsrichtungen lassen sich mit üblichen Steuermitteln in der gewünschten Reihenfolge mit hoher Geschwindigkeit durchführen. Dabei kann der Transporthalter nach Aufnahme des geformten Zuschnittes schrittweise zu weiteren Arbeitsstationen z. B. zur Schweißung der Ränder, Füllung, Verschließung, Entleerung od. dgl. zuführbar und dann wieder in die Formstation zwischen die Matrize und den beweglichen Bodenstempel rückstellbar sein, so daß dann der Bodenstempel wieder in der vorerwähnter Weise durch den Transporthalter hindurch bis zur Oberseite der Matrize bewegt werden kann. Dies ergibt eine vom konstruktiven Prinzip einfach herstellbare Vorrichtung, die dennoch in sinnreicher Weise den gewünschten Behälter ohne Vorknickungen oder Faltungen an definierten Faltkanten scharf prägen und formen kann, wobei dennoch schnelle Bewegungen exakt durchgeführt werden können. Somit läßt sich eine hohe Produktionsgeschwindigkeit erreichen.
  • Zusätzliche Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Ünteransprüchen aufgeführt. Nachstehend ist die Erfindung mit ihren wesentlichen Einzelheiten anhand der-Zeichnung noch näher erläutert. Es zeigt zum Teil schematisiert:
    • Fig. 1 eine Draufsicht eines flachen Zuschnittes mit eingezeichneten Knick- bzw. Faltkanten,
    • Fig. 2 eine 'eitenansicht eines fertigen, geschlossenen Behälters,
    • Fig. 3 eine gegenüber Fig. 2 um 90° gedrehte Seitenansicht des Behälters,
    • Fig. 4 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Herstellen eines Behälters insbesondere nach Fig. 1 bis 3,
    • Fig. 5 bis 9 Seitenansichten einer Verformstation in unterschiedlichen Arbeitsstellungen,
    • Fig. 10 eine perspektivische Seitenansicht der wesentlichen Teile einer Verformstation in Offenstellung sowie mit einem Transferblock einer Transfereinrichtung,
    • Fig. 11 bis 13 geometrische Darstellungen der Formgebung eines Behälters mittels dreier Zylinderabschnitte und
    • Fig. 14 eine Aufsicht bzw. Querschnittsdarstellung einer Versiegelungs- bzw. Schweißstation.
  • Ein eine Verpackung bildender Behälter 31 (Fig. 2 und 3) ist aus einem Zuschnitt 100 (Fig. 1) gebildet. Dieser zunächst flache Zuschnitt ist in verschiedene Bereiche aufgeteilt, die zur Verdeutlichung liniert umrandet sind. Der Zuschnitt 100 weist im wesentlichen etwa zentral eine mittlere Fläche auf, die in flacher Projektion im wesentlichem durch zwei mit ihren geraden Seiten aneinandergesetzte Kreisabschnitt gebildet ist und die spätere Stirnwand 6 darstellt. Diese mittlere Fläche 6 ist von den Linien 1 und 2 umgrenzt. Nach außen schließen sich die. späteren Seitenflächen 8 und 9 an. Der später den Verbindungsbereich des Behälters bildende Rand ist mit 52 bezeichnet. Der fertige Behälter gemäß Fig. 2 und 3 weist dann konvex gewölbte Seitenflächen 8 und 9 sowie eine nach innen, also konkav eingewölbte Stirnfläche bzw. Stirnwand 6 auf. Die an die Ränder 52 angrenzenden Endbereiche der gewölbten, mittleren Stirnwand oder Stirnfläche 6 sind mit 3 und 4 bezeichnet. Die Ubergangsbereiche zwischen den Seitenflächen 8 und 9 und den flanschartigen Rändern 52 bilden Schweißkanten und sind mit 10, 11 und 12 bezeichnet.
  • Fig. 4 zeigt stark schematisiert eine im ganzen mit 101 bezeichnete Vorrichtung zur Herstellung eines Behälters 31. Die Vorrichtung 101 weist im wesentlichen eine Verformstation 70, eine Versiegelungs- oder Schweißstation 71, eine Füllstation 72 sowie eine Station 73 zum Verschließen des Behälters 31 auf.
  • Die Herstellung eines Verpackungs-Behälters 31 läuft folgendermaßen ab:
    • Von einem Stapel von Zuschnitten 100, gegebenenfalls aber auch von einer Rolle werden beispielsweise mittels eines Vakuum-Einsaugsystemes 14 einzelne Zuschnitte 100 entnommen. Diese Zuschnitte 100 werden dann einzeln über eine Transporteinrichtung 16 mit wegschwenkbaren Anschlägen 17 zu der Verformstation 70 transportiert. Diese Verformstation 70 ist besonders gut in Fig. 10 und auch in den Figuren 5 bis 9 erkennbar. Sie weist im wesentlichen in koaxialer Anordnung einen Formstempel 21 sowie einen Gegenstempel auf, der aus einer festen Matrize 19 und einem relativ zu dieser bewegbaren Bodenstempel 22 besteht. Unterhalb der Matrize 19 ist noch eine im ganzen mit 50 bezeichnete Transfereinrichtung zum Transportieren der vorgeformten Behälter 31 von einer Bearbeitungsstation zu einer nächsten vorgesehen. Die Transfereinrichtung weist nebeneinander gereihte Transferblöcke bzw. Transporthalter 20 auf, die eine Innenhöhlung zur Aufnahme von Behältern 31 haben.
  • In Fig. 10 ist gut zu erkennen, daß der Formstempel 21, der Bodenstempel 22 sowie die Innenhöhlung 46 der Matrize 19 einen etwa linsenförmigen Querschnitt entspre-3 chend dem des herzustellenden Behälters 31 aufweisen. Bei der Eintrittsöffnung, dieser Innenhöhlung 46 für den Formstempel 21 weist die Matrize einen V-förmigen Einschnitt 44 auf. Entsprechend der Form der gewölbten mittleren Fläche (Fig. 1) bzw. der Stirnseite 6 (Fig. 2 und 3) des Behälters 31 weist die Auflageseite 54 des Formstempels 21 eine konkave Wölbung auf, während der Gegenstempel 22 eine konvexe Auflageseite 56 hat. Durch diese Formgebung könnten sich die Auflageseiten der Stempel direkt aneinanderlegen und einen dazwischenliegenden Zuschnitt formpressen.
  • Die Anordnung und Tiefe des V-förmigen Einschnittes 44 in der Matrizen-Oberseite ist nun so auf die Wölbung der Stirnwand 6 des Behälters 31 abgestimmt, daß die mit 3 und 4 bezeichneten übergangsstellen jeweils am Außenende der Stirnseite 6 im Grund des V-förmigen Einschnittes 44 zu liegen kommen. An diesen Stellen weist die Matrizen-Innenhöhlung 46 rinnenförmige Längsschlitze 47 zur Aufnahme der flanschartigen Ränder 52 des Behälters 31 auf. Weiterhin ist vorgesehen, daß die stirnseitigen Begrenzuagskanten oder -ränder 57, 58 der Stempel 21 und 22 sowie der dem Formstempel 21 zugewandte Rand 59 der Matrizen-Innenhöhlung 44 etwa gleich geformte, der vorgesehen en Wöbung der einen Behälterstirnseite 6 angepaßte Konturen aufweisen. Bei in Obenstellung (Fig. 4 bis 7) befindlichem Gegenstempel 22 ist somit eine der Form einer Behälterstircseite 6 entsprechende Auflageseite gebildet. In dieser Stellung liegen die Ränder 58 des Bodenstempels 22 und die öffnungsränder 59 der Matrize 19 beieinander.
  • Vor allem in den Figuren 10 bis 13 wird dabei deutlich, daß sowohl die stirnseitigen Begrenzungskanten oder Ränder 57 und 58 der Stempel 21 und 22 sowie die Öffnungsränder 59 der Matrizen-Innenhöhlung 46 alle die gleiche Form und den gleichen Verlauf haben und alle drei als formende Kanten ausgebildet sind.
  • Im weiteren Herstellungsablauf wird ein Zuschnitt 100 auf die Oberseite der Matrize 19 geführt, wobei sich der Bodenstempel 22 in Obenstellung befindet und mit der Matrize 19 und deren V-förmigen Einschnitt 44 den Gegenstempel- bildet. Der weitere Verlauf der Formung des Zuschnittes 100 bzw. des Behälters 31 ist dann gut in den Figuren 6 bis 9 erkennbar. Nach dem Positionieren des Zuschnittes 100 fährt der Formstempel 21 herunter und drückt den Zuschnitt 100 im Bereich der mittleren Fläche 6 gegen den Gegenstempel und insbesondere gegen die Stirnseite 56 des in Obenstellung befindlichen Bodenstempels 22. Die mittlere Fläche 6 wird dabei entsprechend der Stempelwölbung geformt und gleichzeitig werden dabei auch die Seitenflächen 8 und 9, unterstützt durch den als Seitenanlagen wirken den -V-förmigen Einschnitt 44, nach oben geklappt. Die Faltung erfolgt dabei exakt entlang der vorgesehenen Linien 1 und 2 (vgl. Fig. 1). Anschließend verfahren die Stempel 21, 22 nach unten und ziehen dabei den im Bereich der Stirnfläche 6 gehaltenen Zuschnitt 100 in die Matrize 19 ein. Dadurch werden die Seitenflächen 8 und 9 weiter zueinander geführt. Im weiteren Verlauf der nach unten gehenden Bewegung der Stempel wird der geformte Zuschnitt 31 in den mit der Matrize 19 fluchtend positionierten Transferblock 20 bzw. in dessen Aufnahmehöhlung eingeschoben (vgl. Fig. 8). Anschließend fährt ein Anschlag 45 vor einen Teil der Oberseite des Behälters 31, um beim Ausziehen des Formsterpels ein Mitherausziehen des Behälters 31 aus dem Transferblock 2C zu verhindern. Nach dem Zurückziehen beider Stempel 21, 22 (Fig. 9) befindet sich der vorgeformte Behälter 31 in dem Transferblock 20 und die Stempel in zurückgezogener Lage. In dieser Position kann die Transfereinrichtung 50 mit den Transferblöcken 20 gemäß dem Pfeil Pf 1 zu einer nächsten Bearbeitungsstation weiterfahren.
  • Aus dieser vorstehenden Beschreibung ergibt sich also, daß der Bodenstempel 22 axial durch den Transferblock bzw. Transporthalter 20 und weiter durch die Innenhöhlung 46 der Matriez 19 mit seinen stirnseitigen Kanten 58 bis etwa in Übereinstimmung mit den Mündungskanten 59 der Matrize bewegbar ist, daß etwa bei dieser Position des Bodenstempels 22 der Formstempel 21 in gleicher axialer Bewegungsrichtung, jedoch entgegengesetzt, also in Richtung auf den Bodenstempel 22 hin bewegbar und an ihm anpreßbar ist, wobei ein an dieser Stelle befindlicher und exakt ausgerichteter Zuschnitt 100 dann entsprechend beidseitig erfaßt und geformt wird, wonach der Formstempel 21 in seiner Bewegungsrichtung weiterbewegbar und damit gleichzeitig der Bodenstempel 22 mit dem zwisehen beiden Stempeln eingeklemmten Zuschnitt 100 bis in den Transporthalter 20 zurückverstellbar ist und daß dann der Formstempel 21 in seine Anfangsstellung rückziehbar und auch derBodenstempel aus dem Bereich des Transporthalters 20 so weit herausbewegbar ist, daß der Transporthalter 20 mit dem verformten Zuschnitt 31 frei ist, sich quer zur Achse bzw. Bewegungsrichtung der Stempel zu bewegen, um den Zuschnitt schrittweise zu weiteren Arbeitsstationen zu bringen. Der Transporthalter 20 ist also nach Aufnahme des geformten Zuschnittes 31 schrittweise zu weiteren Arbeitsstationen, z. B. zur Schweißung der Ränder, Füllung, Verschließung usw. zuführbar und dann wieder in die Formstation zwischen die Matrize 19 und den beweglichen Bodenstempel rückstellbar, wonach er für den nächsten Arbeitszyklus zur Verfügung steht.
  • Durch die vorbeschriebene Formung kann auch halbsteifes Material z. B. aus kaschiertem Karton, das nicht verziehbar bzw. dehnbar ist, gefaltet werden, ohne daß dabei eine Streckung oder ein Druck auftritt, der zum Zerreißen des Materiales oder zu einer falschen Faltung führen könnte, auftreten kann. Die Faltkanten können abgeschrägt sein, um zu vermeiden, daß der Zuschnitt beim Formen durch scharfe Kanten beschädigt wird.
  • Die Transfereinrichtung 50 transportiert die Transferblöcke 20 schrittweise weiter und der geformte Zuschnitt wird nach dem Formen zu einer Versiegelungs- oder Schweißstation 71 gebracht. Ein oberer und ein unterer Stempel 27 bzw. 28 (Fig. 4) können dann den Behälter 31 aus dem Transferblock 20 pressen, um ihn in die eigentliche Versiegelungsstation 71 einzuführen (vgl. auch Fig. 14). Es sind hier bewegliche Spannbacken 30 zur Versiegelung der beiden gegenüberliegenden Seiten 10 und 11 vorgesehen. Der seitlich längs zugeschweißte Behälter 31 wird dann in den Transferblock 20 zurück gebracht und dann zu einer Füllstation 72 weitertransportiert. Hier kann der Behälter durch einen Drücker 34 für den Einfüllvorgang angehoben und später durch einen weiteren Drücker 35 wieder heruntergebracht werden. In einer weiteren Station 73 wird dann der gefüllte Behälter 31 nach unten durch einen Drücker 38 ausgestoßen und liegt dann gegen einen wegschwenkbaren Anschlag 39 an. Nach dem Schließen des Behälters 31 durch Versiegelungswerkzeuge 40 entlang der Linie 12 wird der Behälter 31 freigegeben und gelangt beispielsweise über eine Rutsche 41 aus dem Bereich der Vorrichtung.
  • In Fig. 10 ist strichpunktiert der Zuschnitt 100 eingezeichnet, der sich hier oberhalb der Matrize 19 befindet. Erwähnt sei noch, daß die V-Rinne 44 mit ihren Seitenflächen 43 einen Winkel von ca. 90 einschließt. Beim Formen und anschließenden Einziehen des Zuschnittes in die Matrize werden die Seitenkanten des Zuschnittes in den rinnenförmigen Längsschlitzen 47 geführt. Fluchtend mit diesen Längsschlitzen 47 sind in den Transferblöcken 20 vorgesehene Führungsrinnen 51 positionierbar. Diese Führungsrinnen sind von erhöhter Bedeutung, da diese den gefalteten Zuschnitt im Randbereich halten. Diese Führungsrinnen können eingangsseitig hier nicht dargestellte Einlaufschrägen aufweisen.
  • Wie bereits vorerwähnt, sind die Wölbungskanten 57, 59, 58 der Stempel bzw. der Matrizen-Öffnung etwa gleich geformt.. In den Figuren 11 bis 13 sind noch die geometrischen Verhältnisse der Außenwände des Behälters 31 dargestellt. Man erkennt dabei zwei gedachte, parallel angeordnete Zylinder 62, 63, die gleiche Durchmesser aufweisen und im Abstand kleiner als ihr Durchmesser zueinander angeordnet sind. Dadurch ergibt sich eine Durchdringung, deren Grenzflächen durch Teilabschnitte der Zylindermäntel gebildet ist. Diese Grenzflächen 66 (Fig. 13) entsprechen den Seitenflächen 8 und 9 des noch einseitig offenen Behälters 31.
  • Weiterhin ist zur Bildung einer Stirnseite 6 des Behälters 31 durch einen Teilbereich einer Mantelfläche ein weiterer Zylinder 65 vorgesehen, der zu den anderen beiden Zylindern 62, 63 rechtwinklig sowie in deren Verbindungsebene angeordnet ist. Auch dieser Zylinder weist einen Durchmesser entsprechend dem der Zylinder 62 und 63 auf. Durch diese geometrischen Verhältnisse sind die Wölbungsradien der konkaven Auflageseite 54 des Formstempels 21, der Wölbungsradius der konvexen Auflageseite 56 des Gegenstempels 21 sowie die Wölbungen der Seitenflächen 53 bzw. 55 der Stempel etwa gleich entsprechend auch den Seitenwänden bzw. der Stirnwand des Behälters 31.
  • Fig. 14 zeigt noch einen horizontalen Querschnitt einer Schweißstation 71 etwa entsprechend dem Querschnitt A-A in Fig. 4. Dabei sind zwei Segmente 67 vorgesehen, an denen die Seitenflächen 8 und 9 des Behälters 31 anliegen. Weiterhin sind Führungsanschläge 38 vorgesehen, an denen die Kanten der gegenüberliegenden Ränder 52 anliegen und geführt sind. Mit 69 sind bewegliche Versiegelungsbacken bezeichnet, die als heizbare Spannbacken ausgebildet sein können oder gegebenenfalls auch durch Ultraschall oder Hochfrequenz usw. gespeist sein können. Diese Versiegelungsspannbacken 69 greifen durch zwischen den Segmenten 67 und den Führungsanschlägen 68 freigelassene Spalte. Bei dieser Anordnung kann sich der geformte Zuschnitt so weit seitlich bewegen bzw. ausrichten (Pfeil Pf 2), so daß sich bei den Führungsanschlägen 68 ein durchgehend bündiger Anschlag einstellt. Dadurch bilden die Längskanten nach dem Versiegeln einen glatten Abschluß, so daß ein nachträgliches Beschneiden hier nicht mehr erforderlich ist.
  • Erwähnt sei noch, daß auch andere Bearbeitungsstationen an der Vorrichtung angebracht sein können, sei es zur Reinigung, Kontrolle, zum Aufsetzen eines Auslaufteiles, einer Kappe, eines Prospektes, eines Bodens oder irgend eines anderen Elementes. Dabei kann dies gemäß den jeweiligen Anforderungen vorgenommen werden. Gleiches gilt für die Anbringung bzw. Anordnung der Stationen, so daß diese sowohl über als auch unter den Transferblöcken bei entsprechender Bewegungsanpassung angebracht sein können. Die Transfereinrichtung selbst kann aus einem oder mehreren Transferblöcken od. dgl. bestehen, die entweder unabhängig voneinander oder aber zusammenhängend realisiert sein können, beispielsweise als Drehtisch. Die Zuschnitte selbst können einzeln oder aufgestapelt, untereinander verbunden sein oder von einer Rolle verwendet werden. In den beiden letzten Fällen sind Vorrichtungen vorgesehen, die die Zuschnitte auseinander bringen können durch Abreißen oder Abschneiden.
  • Es sei noch erwähnt, daß gegebenenfalls die Begrenzungskanten der Auflageseiten der Stempel sowie der dem Formstempel zugewandte Rand der Matrizen-Innenhöhlung 46 nicht - wie vorbeschrieben - kontinuierlich gewölbt bzw. gekrümmt, sondern polygonal mit geraden Abschnitten insbesondere entsprechend der Form des Behälters ausgebildet sein können.
  • Alle in der Beschreibung, den Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.

Claims (19)

1. Verfahren zum Herstellen eines Behälters, vorzugsweise eines gefüllten Behälters aus einem flachen Zuschnitt aus insbesondere halbsteifen Material, z. B. kaschiertem Karton, wobei der Behälter gegenüberliegende, konvex gewölbte Seitenwände und eine konkav gewölbte Stirnwand hat und wobei der Zuschnitt durch Falten und in einer Matrize geformt und durch Siegeln od. dgl. seiner Ränder zu dem Behälter verbunden wird, dadurch gekenn zeichnet , daß zuerst der die spätere Stirnwand (6) bildende Teil des Zuschnittes (100) beidseitig erfaßt und gepreßt und dabei die Stirnwand (6) geformt wird und daß gleichzeitig bei dieser Formung die Faltkanten zwischen Stirnwand und Seitenwänden fertig geprägt und die Seitenwände (8, 9) des späteren Behälters (31) zueinandergefaltet werden und daß anschließend dieses Faltteil in die Matrize (19) eingezogen und die Seitenwände (8, 9) zusammengeführt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgeformten, noch offenen Behälter (31) von einem Formstempel (21) durch die Matrize (19) hindurch geradlinig in einen Transporthalter (20) überführt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an dem flachen Zuschnitt (100) an der späteren Stirnwand (6) zuerst ein Ausguß angebracht wird, der bei der späteren Formung des Behälters als Zentrierhilfe dient.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die flachen Zuschnitte (100) vor ihrer Verformung als Einzelzuschnitte oder zunächst zusammenhängend z. B. von einer Rolle der Verformung zugeführt und jeweils vor dem Verformen abgetrennt werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Falten des Zuschnittes dessen Verbindungsränder (52) z.B. durch Heißsiegelung, Ultraschall, Hochfrequenz oder dgl. miteinander verbunden werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuschnitt (100) zu einem offenen Behälter geformt und gefaltet, anschließend in einem Teilabschnitt seiner Verbindungsränder (52) verbunden, dann gefüllt und schließlich vollständig geschlossen wird.
7. Vorrichtung zum Herstellen eines Behälters, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Vorrichtung zumindest eine Verformstation zum Formen eines Zuschnittes etwa zu einem Behälter mit Stirnwand und Faltkanten im übergangsbereich, eine Versiegelungs-oder Schweißstation zum Verbinden der Behälterränder sowie gegebenenfalls weitere Bearbeitungsstationen zum Füllen, Verschließen u. dgl. aufweist, und wobei die Verformstation koaxial angeordnet, zumindest einen Formstempel, eine Matrize mit einer entsprechend dem Behälterquerschnitt ausgebildeten Innenhöhlung sowie einen in diese Innenhöhlung passenden Gegenstempel aufweist, da- durch gekennzeichnet, daß der Gegenstempel (19/22) zweiteilig ist und einen feststehenden und einen beweglichen Stempelteil aufweist, daß der feststehende Stempelteil gleichzeitig als Matrize (19) und der bewegliche Stempelteil als Bodenstempel (22) dienen, wobei der Formstempel (21) sowie der Bodenstempel (22) dem Umriß und der Form der Stirnwand bzw. des Behälterbodens (6) entsprechende, einander zugewandte Stirnseiten (54, 56) aufweisen und die Begrenzungsränder (57; 58) des Formstempels (21) und des Bodenstempels (22) und der öffnungsrand (59) der Matrizen-Innenhöhlung (46) gleiche Form und gleichen Verlauf haben und alle drei als formende Kanten ausgebildet sind, und daß der Bodenstempel (22) sich beim Formen der Stirnwand (6) und der Faltkanten mit seinem Begrenzungs- bzw. Stirnseitenrand (58) etwa bei dem gleich verlaufenden, dem Formstempel (21) zugewandten öffnungsrand (59) der Matrizen-Innenhöhlung (46) angeordnet ist, und daß zumindest bereichsweise entlang des öffnungsrandes (59) Seitenanlagen (43) für die Seitenflächen (8, 9) des Zuschnittes (100) vorgesehen und/oder durch den Rand (59) selbst gebildet sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnseite (56) des Bodenstempels (22) eine konvexe Wölbung und die Matrize (19) eine Auflageseite mit einem V-förmigen Einschnitt (44) zur Bildung der Seitenanlagen (43) aufweist, und daß die Wölbung in Längsrichtung des Einschnittes (44) ansteigend und abfallend verläuft.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungsflächen (43) der V-Rinne (44) der Matrize (19) zum Herstellen von Behältern mit parallel verlaufenden Seitenwänden einen Winkel von 90° einschließen.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß. die Stirnseiten der Stempel (21, 22) jeweils durch Mantelabschnitte eines Zylinders gebildet sind.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zum Transportieren des zumindest vorgeformten Behälters (31) von einer Bearbeitungsstation zu einer nächsten, eine Transfereinrichtung (50) mit wenigstens einem quer zur Verbindungsachse der Stempel (21, 22) verschiebbaren Transferblock (20) oder Transporthalter für einen Behälter (31) vorgesehen ist, und daß der bzw. die Transferblöcke (20) mit ihrer Quertransportebene zwischen der Matrize (19) und dem in Ausfahrstellung befindlichen Bodenstempel (22) angeordnet sind.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Formstempel (21), der Bodenstempel (22) sowie die Innenhöhlung (46) der Natrize (19) einen etwa linsenförmigen Querschnitt, vorzugsweise mit spitzen Enden entsprechend dem des herzustellenden Behälters (31) aufweisen und daß sich die Begrenzungslinien der Stempelstirnseiten (54, 56) sowie des Matrizen-Höhlungsrandes (59) unter einem spitzen Winkel am Grunde des V-förmigen Einschnittes (44) treffen.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrizenhöhlung (46) an ihren zusammenlaufenden Längsseiten jeweils eine rinnenförmige Längsnut (47) zum Formen und Aufnehmen der flanschartigen Ränder (52) der Behälter (31) aufweist, und daß der Nutengrund jeweils einen Seitenanschlag für die Ränder (52) bildet.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Versiegelungs-oder Schweißstation (71) eine etwa der Form des Behälters (31) entsprechende Halterung mit im zu verbindenden Randbereich des Behälters befindlichen Schlitzen od. dgl. Ausnehmungen zum Eingreifen von Versiegelungsspannbacken (69) sowie Seiten-Anschläge (o8) zur Anlage der Behälter-Außenränder der zu verbindenden Behälterflansche (52) vorgesehen sind.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Wölbungsradius der konkaven Auflageseite (54) des Formstempels (21), der Wölbungsradius der konvexen Auflageseite (56) des Bodenstempels (22) sowie die Wölbungen der Seitenflächen (53 bzw. 55) der Stempel (21 bzw. 22) gleich sind.
1b. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwände der Innenhöhlung (46) der Matrize (19) durch den sich durchdringenden Teil der Mantelflächen zweier paralleler, sich schneidender Zylinder (62, 63) gleichen Durchmessers gebildet sind und daß die zur Bildung einer Stirnseite (6) des Behälters dienenden Stempel-Auflageseiten (54, 56) einen Teilbereich einer Mantelfläche eines weiteren Zylinders (65) vorzugsweise gleichen Durchmessers bilden, dessen Mittelachse die der beiden parallelen Zylinder (62, 63) rechtwinklig schneidet.
17. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungskanten der Auflageseiten der Stempel sowie der dem Formstempel zugewandte Rand der Matrizen-Innenhöhlung (46) nicht kontinuierlich gewölbt bzw. gekrümmt, sondern polygonal mit geraden Abschnitten insbesondere entsprechend der Form des Behälters ausgebildet sind.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Bodenstempel (22) axial durch den Transporthalter (20) und weiter durch die Innenhöhlung (46) der fixen Matrize (19) mit seinen Kanten (58) bis etwa in Übereinstimmung mit den Mündungskanten (59) der Matrize (19) an deren V-förmigem Einschnitt (44) bewegbar ist, daß erst etwa bei dieser Position des Bodenstempels (22) der Formstempel (21) in gleicher axialer Bewegungsrichtung, jedoch entgegengesetzt, also in Richtung auf den Bodenstempel (22) hin bewegbar und an ihn bzw. einen dazwischen liegenden Zuschnitt (100) anpreßbar ist, daß dann der Formstempel (21) in seiner Bewegungsrichtung weiterbewegbar und damit gleichzeitig der Bodenstempel (22) mit dem zwischen beiden Stempeln eingeklemmten und vorgeformten Zuschnitt bis in den Transporthalter (20) zurückverstellbar ist und daß dann der Formstempel (21) in seine Anfangsstellung und der Bodenstempel aus dem Bereich des Transporthalters (20) rückziehbar sind, so daß der Transporthalter (20) mit dem verformten Zuschnitt (31) frei ist, sich quer zur Achse bzw. Bewegungsrichtung der Stempel zu bewegen.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Transporthalter (20) nach Aufnahme des geformten Zuschnittes (31) schrittweise zu weiteren Arbeitsstationen, z. B. zur Schweißung der Ränder, Füllung des Behälters, Verschließung, Entleerung od. dgl. zuführbar und dann wieder in die Formstation zwischen die Matrize (19) und den beweglichen Bodenstempel (22) rückstellbar ist.
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