WO2008025328A2

WO2008025328A2 - Verfahren zur herstellung von tubenartigen körpern sowie vorformling und vorrichtung zur herstellung von vorformlingen für tubenartige körper

Info

Publication number: WO2008025328A2
Application number: PCT/DE2007/001496
Authority: WO
Inventors: Anton Demarmels; Hans Kühn
Original assignee: Strecktech Ag
Priority date: 2006-09-01
Filing date: 2007-08-21
Publication date: 2008-03-06
Also published as: WO2008025328A3; DE102007002133A1

Abstract

Das Verfahren und der Vorformling dienen zur Herstellung von tubenartigen Körpern. Der spritzgußtechnisch hergestellte Vorformling aus einem thermoplastischen Material wird in einer Blasform durch biaxiales Expandieren zu einem Behälter umgeformt. Die Umformung erfolgt durch einen Reckvorgang und durch Zuführung eines unter Druck stehenden Blasgases. Der Behälter wird als Zwischenprodukt der Blasform entnommen und ein Bodenbereich des Behälters wird abgeschnitten. Der für die Tubenherstellung verwendete Vorformling weist relativ zu einer Vorformlingslängsachse einen rotationsunsymmetrischen Verlauf einer Wandung auf, so daß in einer Umfangsrichtung eine variierende Wanddicke generiert wird.

Description

Verfahren zur Herstellung von tubenartigen Körpern sowie Vorformling und Vorrichtung zur Herstellung von Vorformlingen für tubenartige Körper

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines tubenartigen Körpers .

Die Erfindung betrifft darüber hinaus einen Vorformling zur Herstellung eines tubenartigen Körpers, der aus einem thermoplastischen Material ausgebildet ist und einen Mündungsabschnitt, einen geschlossenen Boden und eine den Boden mit dem Mündungsabschnitt verbindende Wandung aufweist.

Schließlich betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Herstellung von Vorformlingen für tubenartige Körper, die als eine Spritzgußeinrichtung zur Verarbeitung eines thermoplastischen Materials ausgebildet ist und die mindestens eine Form für den Vorformling aufweist, die mit mindestens einer Formkavität und einem in der Form- kavität anordbaren Kern versehen ist. _H p _

Derartige tubenartige Körper können beispielsweise als eine Tube entsprechend dem allgemeinen Sprachgebrauch ausgebildet sein, die einen mit einem Gewinde oder Prellnocken bzw. Hinterschneidungen versehenen Mündungsabschnitt aufweist, auf den ein Drehverschluß aufgesetzt ist. Ausgehend vom mit dem Gewinde versehenen Mündungsabschnitt weist eine derartige Tube einen Schulterbereich auf, der den Mündungsabschnitt über eine Querschnitterweiterung in einen Hauptteil des Körpers überleitet. Im Bereich des dem Mündungsabschnitt abgewandten Teiles ist eine derartige Tube verschlossen.

Übliche Produktionsverfahren zur Herstellung derartiger Tuben sind beispielsweise die Herstellung von Rohrabschnittförmigen Vorformlingen aus einem Folienmaterial, das anschließend mit einem spritzgußtechnisch hergestellten Mündungsabschnitt mit angeformter Schulter verschweißt wird. Ebenfalls existieren Extrusionsverfahren und sogenannte Tiefziehverfahren, bei denen die tubenartigen Körper aus spritzgußtechnisch hergestellten Vorformlingen produziert -werden.

In der WO 97/40972 wird die Herstellung eines tubenartigen Körpers beschrieben, bei dem zunächst ein behälterartiger Körper blasgeformt und anschließend ein Bodenbereich dieses Behälters aufgeschnitten wird.

Zur blastechnischen Herstellung von Behältern aus zuvor spritzgegossenen Vorformlingen sind bereits unterschiedliche Verfahren und Vorrichtungen bekannt.

Es wird hierbei ein Vorformling nach einer thermischen Konditionierung innerhalb einer Blasform von einer Reckstange gereckt und durch Blasdruckeinwirkung in den Behälter umgeformt wird. Die Reckstangen werden hierbei häufig von pneumatischen Zylindern oder über Kurvensteuerungen positioniert.

Bei einer Behälterformung durch Blasdruckeinwirkung werden Vorformlinge aus einem thermoplastischen Material, bei-spielsweise Vorformlinge aus PET (Polyethylen- terephthalat) , innerhalb einer Blasmaschine unterschiedlichen Bearbei-tungsstationen zugeführt. Typischerweise weist eine der-artige Blasmaschine eine Heizeinrichtung sowie eine Blaseinrichtung auf, in deren Bereich der zuvor temperierte Vorformling durch biaxiale Orientierung zu einem Behälter expandiert wird. Die Expansion erfolgt mit Hilfe von Druck-luft, die in den zu expandierenden Vorformling eingeleitet wird. Der verfahrenstechnische Ablauf bei einer derartigen Expansion des Vorformlings wird in der DE-OS 43 40 291 erläutert. Die einleitend erwähnte Einleitung des unter Druck stehenden Gases umfaßt auch die Druckgaseinleitung in die sich entwickelnde Behälterblase sowie die Druckgaseinleitung in den Vorformling zu Beginn des Blasvorganges .

Der grundsätzliche Aufbau einer Blasstation zur Behäl- ter-formung wird in der DE-OS 42 12 583 beschrieben. Möglichkeiten zur Temperierung der Vorformlinge werden in der DE-OS 23 52 926 erläutert.

Innerhalb der Vorrichtung zur Blasformung können die Vorformlinge sowie die geblasenen Behälter mit Hilfe unter-schiedlicher Handhabungseinrichtungen transportiert werden. Bewährt hat sich insbesondere die Verwendung von Transport-dornen, auf die die Vorformlinge aufgesteckt werden. Die Vorformlinge können aber auch mit anderen Trageinrichtungen gehandhabt werden. Die Verwendung von Greifzangen zur Hand-habung von Vorform- lingen und die Verwendung von Spreiz-dornen, die zur Halterung in einen Mündungsbereich des Vorformlings einführbar sind, gehören ebenfalls zu den verfügbaren Konstruktionen.

Die bereits erläuterte Handhabung der Vorformlinge erfolgt zum einen bei den sogenannten Zweistufenverfahren, bei denen die Vorformlinge zunächst in einem Spritzgußverfahren hergestellt, anschließend zwischengelagert und erst später hinsichtlich ihrer Temperatur konditioniert und zu einem Behälter aufgeblasen werden. Zum anderen erfolgt eine An-wendung bei den sogenannten Einstufenverfahren, bei denen die Vorformlinge unmittelbar nach ihrer spritzgußtech-nischen Herstellung und einer ausreichenden Verfestigung geeignet temperiert und anschließend aufgeblasen werden.

Im Hinblick auf die verwendeten Blasstationen sind un- ter-schiedliche Ausführungsformen bekannt. Bei Blasstationen, die auf rotierenden Transporträdern angeordnet sind, ist eine buchartige Aufklappbarkeit der Formträger häufig anzu-treffen. Es ist aber auch möglich, relativ zueinander ver-schiebliche oder andersartig geführte Formträger einzu-setzen. Bei ortsfesten Blasstationen, die insbesondere dafür geeignet sind, mehrere Kavitäten zur Behälterformung aufzunehmen, werden typischerweise parallel zueinander angeordnete Platten als Formträger verwendet.

Die für die Herstellung der tubenartigen Körper verwendeten Vorformlinge weisen in der Regel eine Gestaltung ähnlich zu einem reagenzglasförmigen Körper auf. Die Verwendung der bekannten Vorformlinge sowie die prozeß- technische Verarbeitung dieser Vorformlinge kann noch nicht alle Anforderungen erfüllen, die insbesondere bei der Herstellung von ovalen oder andersartigen unrunden Tuben gestellt werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren der einleitend genannten Art derart zu verbessern, daß hohe Produktionsraten bei guter Produktqualität unterstützt werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die folgenden Verfahrensschritte aufeinanderfolgend durchgeführt werden:

a) Spritzgußtechnische Herstellung eines Vorform- lings aus einem thermoplastischen Material derart, daß eine Wandung des Vorformlings um eine Vorformlingslängsachse herum rotationsun- symmetrisch verläuft,

b) Einsetzen des Vorformlings in eine Blasform,

c) biaxiales Expandieren des Vorformlings zu einem Behälter durch Recken und Zuführung eines unter Druck stehenden Blasgases,

d) Entnahme des Behälters aus der Blasform,

e) Abschneiden des Bodens des Behälters entlang eines Schnittrandes,

Als Blasgas kann insbesondere Blasluft verwendet werden. Weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Vorformling der einleitend genannten Art derart zu gestalten, daß eine optimale Verfahrensdurchführung unterstützt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Wandung um eine Vorformlingslängsachse herum einen rotationsunsymmetrischen Verlauf aufweist. Ebenfalls ist daran gedacht, daß die Wandung in Richtung der Vor- formlingsachse eine variable Wandstärke aufweist.

Schließlich besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Vorrichtung zur Herstellung von Vorformlingen der einleitend genannten Art derart zu konstruieren, daß eine großtechnische Produktion unterstützt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Form um eine Formlängsachse herum einen rotationsunsymmetrischen Verlauf aufweist.

Durch den rotationsunsymmetrischen Verlauf der Vorform- lingswandung ist es möglich, eine Materialverteilung derart zu generieren, daß im Bereich der fertig hergestellten Tube trotz einer rotationsunsymmetrischen Gestaltung eine äußerst gleichmäßige Materialverteilung in Umfangsrichtung gewährleistet ist. Eine derartige Materialverteilung unterstützt zum einen eine hohe Produktstabilität, darüber hinaus kann bei einer gleichmäßigen Materialverteilung eine Minimierung der Wanddicke angestrebt werden, was sowohl unter Kostengesichtspunkten als auch unter Gesichtspunkten des Umweltschutzes vorteilhaft ist. Vorteilhafterweise wird die rotationsunsymmetrische Materialverteilung im Bereich der Wandung des Vorform- lings derart gewählt, daß in denjenigen Bereichen, aus denen bei einer anschließenden Blasverformung besonders viel Material heausgezogen wird, eine größere Materialmenge vorhanden ist, als in denjenigen Bereichen, die bei der Blasverformung nur geringer gestreckt werden. Die rotationsunsymmetrische Materialverteilung wirkt besonders vorteilhaft mit einer rotationsunsymmetrischen Beheizung des Vorformlings zusammen. In die dik- keren Materialbereiche wird hierdurch mehr Wärmeenergie als in die dünneren Wandungsbereiche eingebracht, so daß auch durch eine derartige in einer Umfangsrichtung profilierte Beheizung die blastechnische Materialverformung unterstützt wird.

Ein wesentliches Verfahrensmerkmal ist im vollständigen Abtrennen des Bodenbereiches des Behälters zusehen. Der Bodenbereich umfaßt hierbei nicht notwendig nur den eigentlichen Bereich des Behälterbodens, sondern gegebenenfalls auch einen Teil des sich zwischen diesem Boden und dem Mündungsabschnitt erstreckenden Seitenwandbe- reiches. Die konkrete Lokalisierung der Schnittebene kann anwendungsabhängig erfolgen. Insbesondere ist es auch nicht zwingend erforderlich, daß ein Abtrennen senkrecht zu einer Mittellinie des Behälters durchgeführt wird, sondern es können hier anwendungsabhängig schräg zur Mittellinie verlaufende Trennebenen vorgegeben werden. Ebenfalls ist nicht zwingend die Herstellung eines glatten Schnittrandes vorgegeben, sondern in Abhängigkeit vom verwendeten Schneidwerkzeug kann die Kontur des Randes an die jeweiligen Produktionsanforderungen oder die jeweilige Produktgestaltung optimiert angepaßt werden. Beispielsweise ist es möglich, die Kontur wellenförmig zu gestalten, womit ein Frischeoder Kälteeffekt suggeriert wird.

Hohe Produktionsraten werden insbesondere dadurch unterstützt, daß die Herstellung des Behälters in einem Zweistufenverfahren durchgeführt wird.

Zur Einbringung von ausreichend großen Reckkräften wird vorgeschlagen, daß der Reckvorgang unter Verwendung einer Reckstange durchgeführt wird.

Eine preiswerte Produktion wird dadurch unterstützt, daß der Behälter aus einem Vorformling mit einem Mono- layer-Aufbau hergestellt wird. Insbesondere ist es aber auch möglich, einen Multilayer-Aufbau zu verwenden. Bei einem Multilayer-Aufbau kann beispielsweise eine Schicht als eine Barriereschicht ausgebildet sein, um einen Durchtritt von Gasen zu verhindern oder zu reduzieren. Ebenfalls ist es bei der Verpackung bestimmter Produkte möglich, eine innere Lage mit Eigenschaften zu versehen, die ein Anhaften des Produktes vermeidet oder vermindert .

Ein typisches Produktionsverfahren wird derart durchgeführt, daß als Behälter ein flaschenförmiger Behälter hergestellt wird.

Gemäß einer bevorzugten Anwendung ist vorgesehen, daß als tubenartiger Körper eine Tube hergestellt wird.

Eine besondere Anwendung besteht darin, daß als tubenartiger Körper eine Kartusche hergestellt wird. Bei der Herstellung von Tuben erweist es sich als vorteilhaft, daß der Schnittrand zusammengedrückt und anschließend verschweißt wird.

Gemäß einer Produktionsvariante ist daran gedacht, daß die Verschweißung des Schnittrandes vor einer Befüllung des tubenförmigen Behälters durchgeführt wird.

Gemäß einem anderen Produktionsverfahren ist es auch möglich, daß die Verschweißung des Schnittrandes nach einer Befüllung des tubenförmigen Behälters durchgeführt wird.

Eine optimale Materialverteilung des blastechnisch hergestellten Behälters wird dadurch unterstützt, daß dik- kere Bereiche einer Wandung des Vorformlings stärker beheizt werden als dünnere Bereiche der Wandung.

In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 Eine perspektivische Darstellung einer Blasstation zur Herstellung von Behältern aus Vor- formlingen,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine Blasform, in der ein Vorformling gereckt und expandiert wird,

Fig. 3 eine Skizze zur Veranschaulichung eines grundsätzlichen Aufbaus einer Vorrichtung zur Blasformung von Behältern,

Fig. 4 eine modifizierte Heizstrecke mit vergrößerter Heizkapazität , Fig. 5 eine Seitenansicht eines Behälters mit abgetrenntem Bodenbereich,

Fig. 6 eine schematische Darstellung einer Produktionsanlage zur Herstellung und Abfüllung von tubenartigen Körpern und

Fig. 7 einen Querschnitt durch einen Vorformling mit ovalartiger Querschnittfläche des Innenraumes,

Fig. 8 einen Querschnitt durch einen Vorformling mit ovalartiger Außenkontur,

Fig. 9 ein Querschnitt durch einen Vorformling mit sowohl ovalartiger Innenkontur als auch oval- artiger Außenkontur,

Fig. 10 einen Längsschnitt durch einen Vorformling,

Fig. 11 einen Vorformling mit in Richtung der Vorform- lingslängsachse veränderlicher Wanddicke,

Fig. 12 eine teilweise Darstellung eines Vorformlings mit stufenartiger Wanddickenänderung im Kuppenbereich und

Fig. 13 einen Vorformling mit in Richtung der Vorform- lingskuppe zunehmender Wandstärke sowie einen korrespondierenden Abschnitt einer blasgeformten Tube.

Vor der Erläuterung der detaillierten Produktions- schritte zur Herstellung des tubenförmigen Körpers sollen nachfolgend zunächst das Blasverfahren und die Blasvorrichtung zur Umformung von spritzgegossenen Vor- formlingen (1) in die als Zwischenprodukt hergestellten Behälter (2) erläutert werden.

Der prinzipielle Aufbau einer Vorrichtung zur Umformung von Vorformlingen (1) in Behälter (2) ist in Fig. 1 und in Fig. 2 dargestellt.

Die Vorrichtung zur Formung des Behälters (2) besteht im wesentlichen aus einer Blasstation (3), die mit einer Blas-form (4) versehen ist, in die ein Vorformling (1) einsetz-bar ist. Der Vorformling (1) kann ein spritzgegossenes Teil aus Polyethylenterephthalat sein. Ebenfalls ist daran gedacht, den Vorformling (1) aus Polypropylen auszubilden. Ebenfalls ist die Verwendung von Polyethylen oder Polyamid oder Mischungen der vorstehenden Werkstoffe möglich.

Zur Ermδglichung eines Einsetzens des Vorformlings (1) in die Blasform (4) und zur Ermöglichung eines Herausnehmens des fertigen Behälters (2) besteht die Blasform (4) aus Formhälften (5, 6) und einem Bodenteil (7), das von einer Hubvorrichtung (8) positionierbar ist. Der Vorformling (1) kann im Bereich der Blasstation (3) von einem Transportdorn (9) gehalten sein, der gemeinsam mit dem Vorformling (1) eine Mehrzahl von Behandlungs- stationen innerhalb der Vorrichtung durchläuft. Es ist aber auch möglich, den Vorformling (1) beispielsweise über Zangen oder andere Handhabungsmittel direkt in die Blasform (4) einzusetzen.

Zur Ermöglichung einer Druckluftzuleitung ist unterhalb des Transportdornes (9) ein Anschlußkolben (10) angeordnet, der dem Vorformling (1) Druckluft zuführt und gleichzeitig eine Abdichtung relativ zum Transportdorn (9) vornimmt. Bei einer abgewandelten Konstruktion ist es grundsätzlich aber auch denkbar, feste Druckluftzuleitungen zu verwenden.

Eine Reckung des Vorformlings (1) erfolgt bei diesem Ausführungsbeispiel mit Hilfe einer Reckstange (11) , die von einem Zylinder (12) positioniert wird. Gemäß einer anderen Ausführungsform wird eine mechanische Positionierung der Reckstange (11) über Kurvensegmente durchgeführt, die von Abgriffrollen beaufschlagt sind. Die Verwendung von Kurvensegmenten ist insbesondere dann zweckmäßig, wenn eine Mehrzahl von Blasstationen (3) auf einem rotierenden Blasrad angeordnet sind.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform ist das Recksystem derart ausgebildet, daß eine Tandem- Anordnung von zwei Zylindern (12) bereitgestellt ist. Von einem Primärzylinder (13) wird die Reckstange (11) zunächst vor Beginn des eigentlichen Reckvorganges bis in den Bereich eines Bodens (14) des Vorformlings (1) gefahren. Während des eigentlichen Reckvorganges wird der Primärzylinder (13) mit ausgefahrener Reckstange gemeinsam mit einem den Primärzylinder (13) tragenden Schlitten (15) von einem Sekundärzylinder (16) oder über eine Kurvensteuerung positioniert. Insbesondere ist daran gedacht, den Sekundärzylinder (16) derart kurvengesteuert einzusetzen, daß von einer Führungsrolle (17) , die während der Durch-führung des Reckvorganges an einer Kurvenbahn entlang gleitet, eine aktuelle Reckposition vorgegeben wird. Die Führungsrolle (17) wird vom SekundärZylinder (16) gegen die Führungsbahn gedrückt. Der Schlitten (15) gleitet entlang von zwei Führungselementen (18) .

Nach einem Schließen der im Bereich von Trägern (19, 20) angeordneten Formhälften (5, 6) erfolgt eine Ver- riegelung der Träger (19, 20) relativ zueinander mit Hilfe einer Verriegelungseinrichtung (40) .

Zur Anpassung an unterschiedliche Formen eines Mündungsabschnittes (21) des Vorformlings (1) ist gemäß Fig. 2 die Verwendung separater Gewindeeinsätze (22) im Bereich der Blasform (4) vorgesehen.

Fig. 2 zeigt zusätzlich zum geblasenen Behälter (2) auch gestrichelt eingezeichnet den Vorformling (1) und schematisch eine sich entwickelnde Behälterblase (23) .

Fig. 3 zeigt den grundsätzlichen Aufbau einer Blasmaschine, die mit einer Heizstrecke (24) sowie einem rotierenden Blasrad (25) versehen ist. Ausgehend von einer Vorform-lingseingabe (26) werden die Vorformlinge (1) von Über-gaberädern (27, 28, 29) in den Bereich der Heizstrecke (24) transportiert. Entlang der Heizstrecke (24) sind Heiz-strahler (30) sowie Gebläse (31) angeordnet, um die Vor-formlinge (1) zu temperieren. Nach einer ausreichenden Temperierung der Vorformlinge (1) werden diese an das Blasrad (25) übergeben, in dessen Bereich die Blasstationen (3) angeordnet sind. Die fertig geblasenen Behälter (2) werden von weiteren Übergaberädern einer Ausgabestrecke (32) zugeführt.

Um einen Vorformling (1) derart in einen Behälter (2) umformen zu können, daß der Behälter (2) Materialeigenschaften aufweist, die eine lange Verwendungsfähigkeit von innerhalb des Behälters (2) abgefüllten Lebensmitteln, insbesondere von Getränken gewährleisten, müssen spezielle Verfahrensschritte bei der Beheizung und Orientierung der Vorformlinge (1) eingehalten werden. Darüber hinaus können vorteilhafte Wirkungen durch Einhaltung spezieller Dimen-sionierungsvorschriften erzielt werden. Die Verwendung der erfindungsgemäßen Tuben und/oder Kartuschen ermöglicht beispielsweise auch die Verpackung von medizinischen, kosmetischen, pharmazeutischen und chemischen Inhalten, insbesondere auch von Klebstoffen.

Als thermoplastisches Material können unterschiedliche Kunststoffe verwendet werden. Einsatzfähig sind bei- spiels-weise PET, PEN , PA oder PP.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich insbesondere auch auf die neuartige Verwendung von Tuben und/oder Kartuschen zur Verpackung der vorstehend oder nachfolgend erwähnten Produkte. Die Kombination der Tuben und/oder Verpackungen, die entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt sind, mit einem oder mehreren der aufgeführten zu verpackenden Produkte stellt somit einen eigenständigen Erfindungsgedanken dar.

Die Expansion des Vorformlings (1) während des Orientierungsvorganges erfolgt durch Druckluftzuführung. Die Druckluftzuführung ist in eine Vorblasphase, in der Gas, zum Beispiel Preßluft, mit einem niedrigen Druckniveau zugeführt wird und in eine sich anschließende Hauptblasphase unterteilt, in der Gas mit einem höheren Druckniveau zugeführt wird. Während der Vorblasphase wird typischerweise Druckluft mit einem Druck im Intervall von 10 bar bis 25 bar verwendet und während der Hauptblasphase wird Druckluft mit einem Druck im Intervall von 25 bar bis 40 bar zugeführt.

Aus Fig. 3 ist ebenfalls erkennbar, daß bei der dargestellten Ausführungsform die Heizstrecke (24) aus einer Vielzahl umlaufender Transportelemente (33) ausgebildet ist, die kettenartig aneinandergereiht und entlang von Um-lenkrädern (34) geführt sind, insbesondere ist daran ge-dacht, durch die kettenartige Anordnung eine im we- sent-lichen rechteckförmige Grundkontur aufzuspannen. Bei der dargestellten Ausführungsform werden im Bereich der dem Übergaberad (29) und einem Eingaberad (35) zugewandten Ausdehnung der Heizstrecke (24) ein einzelnes relativ groß dimensioniertes Umlenkrad (34) und im Bereich von benach-barten Umlenkungen zwei vergleichsweise kleiner dimension-ierte Umlenkräder (36) verwendet. Grundsätzlich sind aber auch beliebige andere Führungen denkbar.

Zur Ermöglichung einer möglichst dichten Anordnung des Übergaberades (29) und des Eingaberades (35) relativ zuein-ander erweist sich die dargestellte Anordnung als besonders zweckmäßig, da im Bereich der entsprechenden Ausdehnung der Heizstrecke (24) drei Umlenkräder (34, 36) positioniert sind, und zwar jeweils die kleineren Umlenkräder (36) im Bereich der Überleitung zu den linearen Verläufen der Heizstrecke (24) und das größere Umlenkrad (34) im unmittelbaren Übergabebereich zum Übergaberad (29) und zum Eingaberad (35) . Alternativ zur Verwendung von kettenartigen Transportelementen (33) ist es beispielsweise auch möglich, ein rotierendes Heizrad zu verwenden.

Nach einem fertigen Blasen der Behälter (2) werden diese von einem Entnahmerad (37) aus dem Bereich der Blasstationen (3) herausgeführt und über das Übergaberad (28) und ein Ausgaberad (38) zur Ausgabestrecke (32) trans-portiert .

In der in Fig. 4 dargestellten modifizierten Heizstrek- ke (24) können durch die größere Anzahl von Heizstrahlern (30) eine größere Menge von Vorformlingen (1) je Zeiteinheit temperiert werden. Die Gebläse (31) leiten hier Kühlluft in den Bereich von Kühlluftkanälen (39) ein, die den zuge-ordneten Heizstrahlern (30) jeweils gegenüberliegen und über Ausströmöffnungen die Kühlluft abgeben. Durch die Anordnung der Ausstrδmrichtungen wird eine Strömungs-richtung für die Kühlluft im wesentlichen quer zu einer Transportrichtung der Vorform- linge (1) realisiert. Die Kühlluftkanäle (39) können im Bereich von den Heizstrahlern (30) gegenüberliegenden Oberflächen Reflektoren für die Heizstrahlung bereitstellen, ebenfalls ist es möglich, über die abgegebene Kühlluft auch eine Kühlung der Heizstrahler (30) zu realisieren.

Nachdem nunmehr die Produktionsschritte zur Herstellung des als Zwischenprodukt verwendeten Behälters (2) näher erläutert wurden, erfolgt unter Bezugnahme auf Fig. 5 die Erläuterung der Herstellung der weiteren Produktionsschritte. Zur Herstellung eines tubenförmigen Behälters (41) wird vom Behälter (2) ein Bodenbereich (42) abgetrennt. Dies kann mechanisch oder unter Einsatz anderer geeigneter Trennverfahren erfolgen. Der Bodenbereich (42) wird vom tubenförmigen Behälter (41) entfernt und kann einer weiteren Verwendung, beispielsweise einem Materialrecycling zugeführt werden.

In Fig. 6 ist eine Produktionsanlage dargestellt, bei der sämtliche Produktionsschritte örtlich zusammengefaßt durchgeführt werden. Granulatförmiges Ausgangsmaterial (43) wird einer Spritzgußeinrichtung (44) zugeführt und hier zu den Vorformlingen (1) umgeformt. Die Vorformlinge (1) werden einer Blaseinrichtung (45) zugeführt und dort in die Behälter (2) umgeformt. Die Behälter (2) werden anschließend einer Schneideinrichtung (46) zugeführt, die die Bodenbereiche (42) vom Restbe- reich der Behälter (2) abtrennt und hierdurch die tu- benförmigen Behälter (41) bereitstellt. Die tubenförmi- gen Behälter (41) werden in einem weiteren Produktionsschritt einer Fülleinrichtung (47) zugeführt, die ein Füllgut in den tubenförmigen Behälter (41) einbringt. Bei einem derartigen Verfahren wurde der Mündungsabschnitt (21) des tubenförmigen Behälters (41) vorab verschlossen. Dies kann beispielsweise durch Aufschrauben oder Aufprellen eines Deckels und/oder Aufbringen einer Mündungsversiegelung erfolgen. Der Befüllvorgang wird somit durch den offenen dem Mündungsabschnitt (21) gegenüberliegenden Bereich des tubenförmigen Behälters (41) durchgeführt, der zuvor durch das Abschneiden des Bodenbereiches (42) erzeugt wurde.

In einem abschließenden Produktionsschritt wird der befüllte tubenfδrmige Behälter (41) einer Schweißeinrichtung (48) zugeführt, die den noch offenen dem Mündungsabschnitt (21) gegenüberliegenden Bereich des tubenförmigen Behälters (41) im Bereich eines Schnittrandes (49) verschließt.

Abweichend vom Produktionskonzept in Fig. 6 können unterschiedliche Varianten realisiert werden. Insbesondere ist es nicht erforderlich, alle dargestellten Komponenten an einer gemeinsamen Produktionsstatte zu betreiben. Beispielsweise ist es möglich, die Spritzgußeinrichtung (44) örtlich getrennt von der Blaseinrichtung (45) zu betreiben und die hergestellten Vorformlinge (1) zwischenzulagern und/oder zu transportieren. Ebenfalls ist es möglich, die Spritzgußeinrichtung (44) und die Blaseinrichtung (45) zu einer gemeinsamen sogenannten einstufigen Anlage zusammenzufassen. Alternativ zur dargestellten Reihenfolge des Befüllens des tubenfόrmigen Körpers (41) in einem ersten Schritt und des Verschließens des Schnittbereiches in einem zweiten Produktionsschritt ist es auch möglich, zunächst den Schnittbereich zu verschließen und danach ein Befüllen des tubenförmigen Behälters (41) mit bereits geschlossenem Endbereich durch den Mündungsabschnitt (21) hindurch vorzunehmen. Die konkret gewählte Reihenfolge der einzelnen Produktionsschritte erfolgt in Abhängigkeit von den Vorgaben eines jeweiligen Anwenders und von den Eigenschaften des abzufüllenden Produktes .

Gemäß Fig. 6 ist die Schneideinrichtung (46) eingangs- seitig mit einer Eingabeeinrichtung (50) und ausgangs- seitig mit einer Ausgabeeinrichtung (51) versehen. Zwischen der Eingabeeinrichtung (50) und der Ausgabeeinrichtung (51) ist eine den Trennvorgang unmittelbar durchführende Trenneinrichtung (52) angeordnet.

Gemäß einem besonderen Verfahrensschritt ist auch daran gedacht, den Schnittbereich nach der Durchführung des Schweißvorganges erneut zu bearbeiten, um eine optimal gestaltete Randkontur zu erreichen. Insbesondere ist daran gedacht, nach der Durchführung des Schweißvorganges ein Beschneiden des Randes entlang der Schweißnaht durchzuführen. Hierdurch wird ein glatter Rand bereitgestellt, der scharfe und/oder rauhe Oberflächenbereiche vermeidet. Der Schneidvorgang kann beispielsweise mechanisch oder unter Verwendung eines anderen der vorstehend erläuterten Schneid- oder Trennverfahren durchgeführt werden.

In Abhängigkeit von den jeweiligen Anwendungs- und Produktionsbedingungen kann der Schneidvorgang im Bereich des Schweißrandes sowohl an einem leeren tubenartigen Körper als auch nach der Durchführung eines Füllvorganges erfolgen.

Für die Herstellung von tubenförmigen Behältern (41) , die einen relativ zu einer Tubenlängsachse rotationsunsymmetrischen Wandungsverlauf aufweisen, ist die Verwendung von Vorformlingen (1) vorteilhaft, die relativ zu einer Vorformlingslängsachse (54) einen rotationsunsymmetrischen Verlauf ihrer Wandung (55) aufweisen. Gemäß der in Fig. 7 dargestellten Ausführungsform erstreckt sich ein Verlauf einer Außenfläche (56) der Wandung (55) im wesentlichen kreisförmig und äquidi- stant zur Vorformlingslängsachse (54) . Ein Verlauf einer Innenfläche (57) , die einen Vorformlingsinnenraum (58) begrenzt, ist relativ zur Vorformlingslängsachse (54) rotationsunsymmetrisch angeordnet. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel verläuft die Innenfläche (57) bezüglich einer quer zur Vorformlingslängsachse

(54) verlaufenden Schnittebene ovalartig.

Eine Dicke (59) der Wandung (55) weist hierdurch einander gegenüberliegend zwei dünnste Bereiche und ebenfalls relativ zueinander gegenüberliegend und relativ zu den dünnsten Bereichen in Umfangsrichtung um etwa 90 Grad versetzt zwei dickste Bereiche auf.

Bei einer Beheizung des Vorformlings (1) im Bereich der Heizstrecke (24) erfolgt eine Temperierung der Wandung

(55) derart, daß den dickeren Bereichen der Wandung (55) mehr Wärmeenergie zugeführt wird als den dünneren Bereichen. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, daß der Vorformling (1) die Heizstrecke (24) mit einer zyklisch variierenden Umdrehungsgeschwindigkeit derart durchläuft, daß die dickeren Bereiche der Wandung (55) den Heizstrahlern (30) zeitlich länger als die dünneren Bereiche der Wandung (55) zugewandt werden. Die benötigte Wärmeenergie kann aber auch unter Verwendung anderer Steuerverfahren in die Wandung (55) eingebracht werden.

Bei einer Blasformung der Vorformlinge (1) in die Behälter (2) erfolgt ein Querstrecken des Vorformlings (1) derart, daß die dickeren Bereiche der Wandung (55) die längeren Wandungsabschnitte des Behälters (2) und die dünneren Wandungsbereiche (55) die kürzeren Wandungsbereiche des Behälters (2) bilden. Die dickeren Bereiche der Wandung (55) beinhalten somit ausreichend Material, um dieses für die Bereitstellung der längeren Wandungsbereiche des Behälters (2) aus der Ausgangskontur herauszuziehen. Der fertige Behälter (2) wird hierdurch mit einer gleichmäßigen Wanddickenverteilung versehen.

Fig. 8 zeigt ein gegenüber Fig. 7 abgewandeltes Ausführungsbeispiel. Hier erstreckt sich die Innenfläche (57) im wesentlichen konzentrisch um die Vorformlingsläng- sachse (54) herum und die Außenfläche (56) weist relativ zur Vorformlingslängsachse (54) einen rotationsunsymmetrischen Verlauf auf. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel bildet die Außenfläche (56) in einer quer zur Vorformlingslängsachse (54) verlaufenden Schnittebene eine ovalartige Kontur. Auch bei der Ausführungsform in Fig. 8 sind zwei einander gegenüberliegende dünnere Wandungsbereiche und um 90 Grad versetzt hierzu zwei einander gegenüberliegende dickere Wandungsbereiche vorgesehen.

In Abhängigkeit von der Kontur des herzustellenden Behälters (2) sind auch andersartige Verteilungen der Wanddicke der Wandung (55) möglich. Beispielsweise können auch drei dünnere Bereiche und drei dickere Bereiche oder vier dünnere Bereiche und vier dickere Bereiche vorgesehen sein. Es ist ebenfalls nicht erforderlich, relativ zu einer durch den Vorformling (1) hindurch verlaufenden Längsebene eine symmetrische Materialverteilung vorzusehen, sondern in Abhängigkeit von der jeweiligen Behälterkontur sind auch unsymmetrische Materialverteilungen denkbar. Der konkret im Bereich der Wandung (55) des Vorformlings (1) vorgesehene Wanddickenverlauf ist konkret abhängig von der gewünschten Kontur des Behälters (2) und der hierfür erforderlichen Materialverteilung im Vorformling (1) .

Fig. 9 zeigt eine Querschnittgestaltung des Vorformlings (1) , bei der sowohl die Außenfläche (56) als auch die Innenfläche (57) rotationsunsymmetrisch um die Vor- formlingslangsach.se (54) herum verlaufen. Auch bei einer derartigen Gestaltung läßt sich in einer Umfangs- richtung ein gewünschtes Profil der Dicke (59) erzeugen.

Im Bereich der Spritzgußeinrichtung (44) kann die Herstellung eines Vorformlings (1) entsprechend Fig. 7 bis Fig. 9 durch Verwendung von Kavitäten erfolgen, die relativ zu einer Kavitätenlängsachse einen rotationsunsymmetrischen Konturverlauf aufweisen. Beispielsweise ist es möglich, zur Herstellung eines Vorformlings gemäß Fig. 7 einen rotationsunsymmetrisch gestalteten Kern in der Spritzgußkavität anzuordnen. Für einen Vorformling gemäß Fig. 8 wird ein üblicher stabartiger Spritzgußkern verwendet, die Wandung der Kavität selbst ist jedoch relativ zu Kavitätenlängsachse rotationsunsymmetrisch konturiert . Bei einer Verwendung von rotationsunsyπunetrisch begrenzten Spritzgußkernen erweist es sich als vorteilhaft, den Spritzgußkern mit einer speziell gestalteten Oberfläche zu versehen, um ein Anhaften von Material zu vermindern oder auszuschließen.

Fig. 10 zeigt einen Längsschnitt durch einen Vorform- ling (1) . Dem Mündungsabschnitt (21) gegenüberliegend ist ein geschlossener Boden (60) angeordnet. Der Vor- formling weist eine Vorformlingslänge (61) einen Innendurchmesser (62) sowie einen Außendurchmesser (63) auf. Der Mündungsabschnitt (21) ist von einem Stützring (64) gegenüber dem weiteren Bereich des Vorformlings (1) abgegrenzt .

Fig. 11 zeigt einen Vorformling (1) , der in Richtung der Vorformlingslängsachse (54) eine veränderliche Wanddicke (59) seiner Wandung (55) aufweist. Die Wanddicke (59) nimmt hier in Richtung auf den Boden (60) zu. In Abhängigkeit von einer Kontur des herzustellenden Behälters (2) ist es grundsätzlich auch möglich, in Richtung auf den Boden (60) eine abnehmende Wanddicke (59) zu realisieren, soweit bei einer spritzgußtechnischen Herstellung eine Entformbarkeit gewährleistet ist.

Fig. 12 zeigt einen Vorformling (1) , der im Bereich seines Bodens (60) eine treppenartige Veränderung der Wanddicke (59) aufweist. Gegenüber dem eher konischen Verlauf zur Zug-Streck-Richtung des Vorformlings (1) gemäß Fig. 11 ermöglicht der stufenförmige Verlauf der Wanddicke (59) gemäß Fig. 12 beispielsweise die Unterstützung einer Reliefgestaltung im Bereich der äußeren Oberfläche des herzustellenden Behälters (2) . Die Zuordnung einer Materialverteilung des Vorformlings (1) zu einer Reliefgestaltung im Bereich der äußeren Oberfläche des Behälters (3) wird in Fig. 13 nochmals veranschaulicht. Die in Richtung auf den Boden (60) zunehmende Wanddicke (59) der Wandung (55) ermöglicht die Bereitstellung eines erforderlichen Materials, um das im rechten Teil von Fig. 13 im Bereich des Behälters (3) realisierte Relief (65) auszubilden. Das Relief (65) kann hierbei aus außenseitig vorstehenden Materialverdickungen realisiert sein. Durch die Materialver- teilung des Vorformlings (1) wird dafür gesorgt, daß trotz des erhöhten Materialbedarfs für das Relief (65) eine gleichmäßige Wandstärke des Behälters (3) bzw. der hieraus hergestellten Tube gewährleistet werden kann.

Bei der Herstellung von Behältern (3) bzw. hierzu korrespondierenden Tuben mit einer relativ zur Längsachse unsymmetrischen Gestaltung erweist es sich als vorteilhaft, über eine geeignete Materialgestaltung eine eindeutige Identifizierung der jeweiligen Positionierung des Vorformlings (1) bzw. des Behälters (3) im Raum zu ermöglichen. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform erfolgt dies durch die Verwendung eines Nockens, der im Bereich des Mündungsabschnittes (21) außenseitig angeordnet ist. Vorzugsweise ist der Nocken am Gewindeabschnitt des Vorformlings (1) realisiert.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Verfahren zur Herstellung eines tubenartigen Körpers, dadurch gekennzeichnet, daß die folgenden Verfahrensschritte aufeinanderfolgend durchgeführt werden:

a) spritzgußtechnische Herstellung eines Vorform- lings (1) aus einem thermoplastischen Material derart, daß eine Wandung (55) des Vorformlings (1) um eine Vorformlingslängsachse (54) herum rotationsunsymmetrisch verläuft und/oder in Richtung der Vorformlingslängsachse eine variable Wanddicke aufweist,

b) Einsetzen des Vorformlings (1) in eine Blasform (4),

c) biaxiales Expandieren des Vorformlings (1) zu einem Behälter (2) durch Recken und Zuführung eines unter Druck stehenden Blasgases,

d) Entnahme des Behälters (2) aus der Blasform (4),

e) Abschneiden des Bodenbereiches (42) des Behälters (2) .

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Herstellung des Behälters (2) in einem Zweistufenverfahren durchgeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Herstellung des Behälters (2) in einem Einstufenverfahren durchgeführt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Reckvorgang unter Verwendung einer Reckstange (11) durchgeführt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (2) aus einem Vorformling (1) mit einem Monolayer-Aufbau hergestellt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (2) aus einem Vorformling (l) mit einem Multilayer-Aufbau hergestellt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Behälter (2) ein flaschenförmiger Behälter hergestellt wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß als tubenartiger Körper (41) eine Tube hergestellt wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß als tubenartiger Körper (41) eine Kartusche hergestellt wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein einem Mündungsabschnitt (21) gegenüberliegender Schnittrand (49) bei einem Verschließen zusammengedrückt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Schnittrand (49) nach dem Zusammendrücken verschweißt wird.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschweißung des Schnittrandes (49) vor einer Befüllung des tuben- förmigen Behälters (41) durchgeführt wird.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Abtrennen des Bodenbereiches (42) und das Verschweißen des Schnittrandes (49) in einem Arbeitsgang durchgeführt wird.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschweißung des Schnittrandes (49) nach einer Befüllung des tuben- förmigen Behälters (41) durchgeführt wird.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Schnittrand (49) nach einer Durchführung der Verschweißung bearbeitet wird.

16. Verfahren nach Anspruch 15 , dadurch gekennzeichnet, daß die Bearbeitung vor einer Befüllung durchgeführt wird.

17. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Bearbeitung nach einer Befüllung durchgeführt wird.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß dickere Bereiche einer Wandung (55) des Vorformlings (1) stärker beheizt werden als dünnere Bereiche der Wandung (55) .

19. Vorformling zur Herstellung eines tubenartigen Körpers, der aus einem thermoplastischen Material ausgebildet ist und einen Mündungsabschnitt, einen geschlossenen Boden und eine den Boden mit dem Mündungsabschnitt verbindende Wandung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung (55) um eine Vorformlingslängsachse (54) herum einen rotationsunsymmetrischen Verlauf aufweist und/oder in Richtung der Vorformlingslängsachse mit einer variablen Wanddicke versehen ist.

20. Vorformling nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der rotationsunsymmetrische Verlauf ovalartig ausgebildet ist.

21. Vorformling nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, daß eine Innenfläche (57) des Vor- formlings (1) im wesentlichen konzentrisch zur Vorformlingslängsachse (54) und eine Außenfläche

(56) des Vorformlings (1) rotationsunsymmetrisch zur Vorformlingslängsachse (54) verläuft.

22. Vorformling nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, daß eine Außenfläche (56) des Vorformlings (1) im wesentlichen konzentrisch zur Vorformlingslängsachse (54) und eine Innenfläche

(57) rotations-unsymmetrisch zur Vorformlingslängsachse (54) verläuft.

23. Vorformling nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl eine Außenfläche (56) als auch eine Innenfläche (57) des Vorformlings (1) rotations-unsymmetrisch zur Vorformlingslängsachse (54) verlaufen.

24. Vorformling nach einem der Ansprüche 19 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung (55) in Richtung auf einen Boden (60) des Vorformlings (1) eine zunehmende Wanddicke aufweist.

25. Vorformling nach einem der Ansprüche 19 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Wanddicke in Richtung auf den Boden im wesentlichen konisch zunimmt.

26. Vorformling nach einem der Ansprüche 19 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Wanddicke in Richtung auf den Boden im wesentlichen stufenförmig zunimmt .

27. Vorformling nach einem der Ansprüche 19 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorformling (1) in einem Bereich seiner Wandung (55) mit einer vergrößerten Wanddicke versehen ist, die beim blas- technisch hergestellten tubenartigen Körper der Lokalisierung eines Reliefs (65) entspricht.

28. Vorformling nach einem der Ansprüche 19 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Mündungsabschnittes (21) außenseitig ein Nocken zur Ermδglichung einer Erfassung einer räumlichen Position des Vorformlings (1) angeordnet ist.

29. Vorrichtung zur Herstellung von Vorformlingen für tubenartige Körper, die als eine Spritzgußeinrichtung zur Verarbeitung eines thermoplastischen Materials ausgebildet ist und die mindestens eine Form für den Vorformling aufweist, die mit mindestens einer Formkavität und einem in der Formkavi- tät anordbaren Kern versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Form um eine Formlängsachse herum einen rotationsunsymmetrischen Verlauf aufweist und/oder in Richtung der Formlängsachse mit einem variablen Abstand zwischen dem Kern und der Forminnenwand versehen ist .

30. Vorrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern um die Formlängsachse herum einen rotationsunsymmetrischen Verlauf aufweist.

31. Vorrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Formkavität um die Formlängsachse herum einen rotationsunsymmetrischen Verlauf aufweist.

32. Vorrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der Kern als auch die Formkavität um die Formlängsachse herum einen rotationsunsymmetrischen Verlauf aufweisen.