WO2008025329A2 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von kartuschen sowie als kartusche ausgebildeter tubenartiger körper - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur herstellung von kartuschen sowie als kartusche ausgebildeter tubenartiger körper Download PDF

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    • B29L2031/716—Bottles of the wide mouth type, i.e. the diameters of the bottle opening and its body are substantially identical

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a cartridge.
  • the invention further relates to a device for producing a cartridge, which has an input device for a thermoplastic material and an output device for removing the cartridge.
  • the invention relates to a cartridge having a body formed of a thermoplastic material.
  • Cartridges are typically manufactured by injection molding.
  • a plasticized thermoplastic starting material is for this purpose pressed into an injection mold and after sufficient solidification, the cartridge is removed.
  • one for the later emptying provided mouth region of the cartridge closed by the injection molding process and the closure region in question is provided for a separation before a first use. It is also possible to provide a piercing of the mouth region or to provide the mouth region with a thread, preferably with an external thread.
  • an open bottom area of the cartridge is closed by a lid which is arranged inside an inner space enclosed by the wall of the cartridge.
  • the cartridge has a substantially cylindrical body, so that the bottom is displaceable after opening the mouth region and applying a pressure in the direction of a longitudinal axis of the cartridge.
  • the filled product is forced out of the mouth region and is available for intended use.
  • Emptying of the cartridge is also possible using a piston which is displaced over a rod or the emptying can be done using a threaded adjustment.
  • the cartridge is intended in particular for insertion into a metal housing or a caulking gun.
  • a preform is stretched by a stretching rod after a thermal conditioning within a blow mold and is converted into the container by blowing pressure.
  • the stretch rods are often positioned by pneumatic cylinders or cam controls.
  • preforms made of a thermoplastic material for example preforms made of PET (polyethylene terephthalate) are fed to different processing stations within a blow molding machine.
  • a blow molding machine of the type having a heating device and a blowing device, in the region of which the previously tempered preform is expanded by biaxial orientation to form a container.
  • the expansion takes place by means of compressed air, which is introduced into the preform to be expanded.
  • the procedural sequence in such an expansion of the preform is explained in DE-OS 43 40 291.
  • the introductory mentioned introduction of the pressurized gas also includes the introduction of compressed gas into the developing container bubble and the introduction of compressed gas into the preform at the beginning of the blowing process.
  • the preforms and the blown containers can be transported by means of different handling devices. be done.
  • the use of transport thorns, onto which the preforms are attached has proven to be useful.
  • the preforms can also be handled with other support devices.
  • the use of grippers to manipulate preforms and the use of spreaders insertable into a muzzle area of the preform for mounting are also among the designs available.
  • blow stations which are arranged on rotating transport wheels, a book-like Aufklappbarkeit the mold carrier is often-meet. But it is also possible to use relative to each other ver-displaceable or differently guided mold carriers.
  • fixed blowing stations which are particularly suitable for receiving a plurality of cavities for container molding, typically plates arranged parallel to one another are used as mold carriers.
  • the previously known methods and devices for producing cartridges are not yet sufficiently suitable for supporting high production rates with simultaneously low production costs.
  • the object of the present invention is to improve a method of the aforementioned type such that high production rates are supported with good product quality.
  • blown air can be used as blowing gas.
  • a further object of the present invention is to configure a device of the type mentioned in the introduction in such a way that make sure that optimal process execution is supported.
  • a blowing device for deforming a preform consisting of the thermoplastic material are arranged in a container and a cutting device for cutting a bottom portion of the container, wherein the bottom portion is disposed opposite to a mouth portion of the container ,
  • an object of the present invention is to form a cartridge of the aforementioned type such that a large-scale production is supported.
  • a wall portion of the body is biaxially oriented by a blow molding process and that an end portion of the body, which faces a mouth region, is closed by a bottom part, which is guided relative to a side wall of the body movable and sealed.
  • the present invention provides a completely novel concept for the production of cartridges.
  • the production can be carried out on the one hand with a high production speed and thus high production rates, on the other hand it is possible to provide the cartridges with a high material strength, which is achieved due to the biaxial orientation of the material, with low wall thicknesses and thus a low total weight.
  • a high material strength which is achieved due to the biaxial orientation of the material, with low wall thicknesses and thus a low total weight.
  • the reduced use of materials also offers environmental benefits.
  • An essential feature of the process is the complete separation of the bottom area of the container.
  • the bottom region does not necessarily comprise only the actual region of the container bottom but optionally also a part of the side wall region extending between this bottom and the mouth section.
  • the concrete localization of the cutting plane can be done depending on the application. In particular, it is not absolutely necessary that a separation is carried out perpendicular to a center line of the container, but it can be specified depending on the application obliquely to the center line dividing planes. Also, the production of a smooth cutting edge is not necessarily specified, but depending on the cutting tool used, the contour of the edge can be adapted to the respective production requirements or the respective product design optimized.
  • High production rates are particularly supported by the fact that the production of the container is carried out in a two-stage process.
  • the stretching operation be carried out using a stretching rod.
  • a Layer may be formed as a barrier layer to prevent and reduce the passage of gases. It is also possible in the packaging of certain products, to provide an inner layer with properties that avoids or reduces adhesion of the product.
  • a typical production process is carried out such that a bottle-shaped container is produced as a container.
  • a compact production line is provided by the fact that the input device of the cutting device is coupled to a blowing device.
  • the output device of the cutting device is coupled to a filling device.
  • FIG. 1 is a perspective view of a blow molding station for the production of containers from preforms
  • FIG. 2 shows a longitudinal section through a blow mold, in which a preform is stretched and expanded
  • FIG. 3 shows a sketch to illustrate a basic structure of a device for blow molding containers
  • 4 shows a modified heating section with increased heating capacity
  • 5 is a side view of a container with a separate floor area
  • FIG. 6 is a schematic representation of a production plant for the production and filling of cartridges
  • Fig. 7 shows a cartridge with bottom part
  • FIG. 8 shows a longitudinal section through a preform with a large diameter of the mouth section.
  • blowing method and the blowing device for forming injection-molded preforms (1) are hereinafter be explained first in the prepared intermediate container (2) before ⁇ explaining the detailed production steps for the production of the cartridge.
  • FIG. 1 The basic structure of a device for forming preforms (1) in container (2) is shown in FIG. 1 and in FIG. 2.
  • the device for forming the container (2) consists essentially of a blowing station (3) which is provided with a blow-mold (4) into which a preform (1) can be inserted.
  • the preform (1) may be an injection-molded part of polyethylene terephthalate. It is also thought to form the preform (1) made of polypropylene. Also, the use of polyethylene or polyamide or mixtures of the above materials is possible. Basically, the use of all drawable plastics is possible.
  • the blow mold (4) consists of mold halves (5, 6) and a bottom part (7) which is driven by a lifting device (8) is positionable.
  • the preform (1) can be held in the region of the blowing station (3) by a transport mandrel (9) which, together with the preform (1), passes through a plurality of treatment stations within the device. But it is also possible to use the preform (1), for example via pliers or other handling means directly into the blow mold (4).
  • a connecting piston (10) is arranged, which feeds the preform (1) compressed air and at the same time makes a seal relative to the transport mandrel (9).
  • a connecting piston (10) is arranged, which feeds the preform (1) compressed air and at the same time makes a seal relative to the transport mandrel (9).
  • a stretching of the preform (1) takes place in this embodiment by means of a stretching rod (11), which is positioned by a cylinder (12).
  • a mechanical positioning of the stretch rod (11) is carried out over curve segments, which are acted upon by Abgriff rollers.
  • the use of curve segments is particularly useful when a plurality of blowing stations (3) are arranged on a rotating blowing wheel.
  • the stretching system is designed such that a tandem arrangement of two cylinders (12) is provided. From a primary cylinder (13), the stretch rod (11) first before the beginning of the actual stretching process into the area of a bottom (14) of the preform (1) driven.
  • the primary cylinder (13) with extended stretching rod together with a carriage (15) carrying the primary cylinder (13) is positioned by a secondary cylinder (16) or via a cam control.
  • the secondary cylinder (16) such a cam-controlled that a current stretching position is specified by a guide roller (17) which slides during the execution of the stretching process along a curved path.
  • the guide roller (17) is pressed by the secondary cylinder (16) against the guideway.
  • the carriage (15) slides along two guide elements (18).
  • the carriers (19, 20) are locked relative to one another by means of a locking device (40).
  • Fig. 2 For adaptation to different shapes of a mouth portion (21) of the preform (1) Fig. 2 is provided the use of t separate threaded inserts (22) in the region of the blow mold (4) according to.
  • Fig. 2 shows in addition to the blown container (2) and dashed lines drawn the preform (1) and schematically a developing container bladder (23).
  • Fig. 3 shows the basic structure of a blow molding machine, which is provided with a heating section (24) and a rotating blowing wheel (25).
  • a preform input (26) the preforms (1) of transfer wheels (27, 28, 29) are in the range of Heating section (24) transported.
  • heating radiator (30) and blower (31) are arranged to temper the pre-moldings (1).
  • After a sufficient temperature control of the preforms (1) they are transferred to the blowing wheel (25), in the region of which the blowing stations (3) are arranged.
  • the finished blown containers (2) are fed by further transfer wheels to a delivery line (32).
  • thermoplastic material different plastics can be used.
  • PET, PEN, PA or PP can be used.
  • the present invention also relates to the novel use of cartridges for packaging the products mentioned above or below.
  • the combination of the cartridges, which are produced according to the inventive method, with one or more of the listed products to be packaged thus represents an independent inventive concept.
  • the expansion of the preform (1) during the orientation process takes place by compressed air supply.
  • the compressed air supply is in a Vorblasphase in which gas, for example, compressed air, is supplied at a low pressure level and divided into a subsequent Hauptblasphase in which gas is supplied at a higher pressure level.
  • compressed air is typically used at a pressure in the interval of 10 bar to 25 bar and during the main blowing phase compressed air is supplied at a pressure in the interval of 25 bar to 40 bar.
  • the heating section (24) is formed of a plurality of revolving transport elements (33) which are strung together like a chain and guided by Um-steering wheels (34).
  • the chain-like arrangement would open up a substantially rectangular basic contour.
  • a single relatively large-sized guide wheel (34) and in the area of adjacent deflections two comparatively smaller dimensioned deflection wheels (36) used.
  • any other guides are conceivable.
  • the arrangement shown to be particularly useful since three deflection wheels (34, 36) are positioned in the region of the corresponding extent of the heating section (24) , and in each case the smaller ones Deflection wheels (36) in the region of the transition to the linear curves of the heating section (24) and the larger deflection (34) in the immediate transfer area to the transfer wheel (29) and the input wheel (35).
  • chain-like transport elements (33) it is also possible, for example, to use a rotating heating wheel.
  • the fans (31) introduce cooling air into the region of cooling air ducts (39), which are opposite the associated radiant heaters (30) and emit the cooling air via outflow openings.
  • a flow direction for the cooling air is realized substantially transversely to a transport direction of the preforming rings (1).
  • the cooling air ducts (39) can provide reflectors for the heating radiation in the area opposite the radiant heaters (30), and it is likewise possible to realize cooling of the radiant heaters (30) via the discharged cooling air.
  • a bottom region (42) is separated from the container (2). This can be done mechanically or using other suitable separation methods.
  • the bottom portion (42) is removed from the container (2) and may be supplied for further use, for example material recycling.
  • Fig. 6 a detailssanläge is shown, in which all production steps are performed locally summarized.
  • Granular starting material (43) is fed to an injection molding device (44) and here converted to the preforms (1).
  • the preforms (1) are fed to a blowing device (45) and formed there into the containers (2).
  • the containers (2) are then a cutting device
  • the cartridges (41) are in a further production step of a filling device
  • the mouth portion (21) of the cartridge (41) was previously closed. This can be done for example by screwing or bouncing a lid and / or applying a muzzle seal. The filling process is thus carried out through the open region of the cartridge (41) opposite the mouth section (21), which was previously produced by the cutting off of the bottom region (42).
  • the filled cartridge (41) is provided with a bottom part (53).
  • a bottom part (53) Deviating from the production concept in FIG. 6, different variants can be realized. In particular, it is not necessary to operate all components shown at a common production site. For example, it is possible to operate the injection molding device (44) locally separate from the blowing device (45) and to temporarily store and / or transport the preforms (1) produced. It is also possible to combine the injection molding device (44) and the blowing device (45) into a common so-called single-stage system.
  • the cutting device (46) is provided on the input side with an input device (50) and on the output side with an output device (51). Between the input device (50) and the output device (51), a separating device (52) which carries out the separating process directly is arranged.
  • a particular method step it is also intended to rework the cutting area after the cutting process has been carried out in order to achieve an optimally designed edge contour.
  • a trimming of the edge along the cutting edge after performing the cutting process This provides a smooth edge that avoids sharp and / or rough surface areas.
  • the cutting operation may be performed, for example, mechanically or using another of the above-described cutting or separating methods.
  • the cutting process in the area of the cut edge can take place both on an empty cartridge and after a filling process has been carried out.
  • FIG. 7 shows, with regard to an exemplary embodiment of the invention, a cartridge produced according to the method according to the invention.
  • Such cartridges can be filled with different products, for example, in the construction sector, a filling with silicone materials.
  • Other uses include chemical products such as greases, adhesives or foaming substances.
  • the opening area opposite the mouth section (21) is closed by a bottom part (53).
  • the bottom part (53) is in this case arranged in an inner space of the tube-shaped container (41) and displaceable relative thereto.
  • the bottom part (53) After inserting the filled and with the bottom part (53) provided cartridge in a suitable device, such as a caulking gun, by applying a compressive force on the bottom part (53), the bottom part (53) in the direction of the mouth portion (21) are moved and the bottled product As a result, the duct is pushed out of the mouth section (21), which was previously opened, and fed to use.
  • a use of the cartridge can also be done in the range of a grease gun. Basically, the cartridge can be emptied by applying pressure or negative pressure or by a suction effect.
  • Fig. 8 shows a preform (1) which is formed as a wide-neck preform.
  • the preform (1) has an orifice portion (21) which has a thread or a predetermined breaking point upon application of push-through forces. Also drawn is a stretching rod (11) for stretching such a preform.

Abstract

Das Verfahren und die Vorrrchtung dienen zur Herstellung von Kartuschen (41). Ein spritzgußtechnisch hergestellter Vorformling (1) aus einem thermoplastischen Material wird in einer Blasform (4) durch biaxiales. Expandieren zu einem Behälter (2) 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 (53) des Behälters wird abgeschnitten. Das Verschließen der Kartusche mit einem Bodenteil kann wahlweise vor oder nach einem Füllvorgang durchgeführt werden.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von
Kartuschen sowie als Kartusche ausgebildeter tubenartiger Körper
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Kartusche.
Die Erfindung betrifft darüber hinaus eine Vorrichtung zur Herstellung einer Kartusche, die eine Eingabeeinrichtung für ein thermoplastisches Material und eine Ausgabeeinrichtung zur Entnahme der Kartusche aufweist.
Schließlich betrifft die Erfindung eine Kartusche, die einen Körper aufweist, der aus einem thermoplastischen Material ausgebildet ist .
Kartuschen werden typischerweise spritzgußtechnisch hergestellt. Ein plastifiziertes thermoplastisches Ausgangsmaterial wird hierzu in eine Spritzgußform hineingedrückt und nach einer ausreichenden Verfestigung wird die Kartusche entnommen. Typischerweise ist ein für die spätere Entleerung vorgesehener Mündungsbereich der Kartusche durch den Spritzgußvorgang verschlossen und der betreffende Verschlußbereich ist für eine Abtrennung vor einer ersten Benutzung vorgesehen. Ebenfalls ist es möglich, ein Durchstoßen des Mündungsbereiches vorzusehen oder den Mündungsbereich mit einem Gewinde, vorzugsweise mit einem Außengewinde, zu versehen.
Nach einer Befüllung der Kartusche mit dem jeweiligen Produkt wird ein offener Bodenbereich der Kartusche durch einen Deckel verschlossen, der innerhalb eines von der Wandung der Kartusche umschlossenen Innenraumes angeordnet ist. Die Kartusche besitzt einen im wesentlichen zylinderförmigen Körper, so daß der Boden nach einem Öffnen des Mündungsbereiches und einem Aufbringen eines Druckes in Richtung einer Längsachse der Kartusche verschieblich ist. Durch die Verschiebung des Bodens in Richtung auf den Mündungsbereich wird das abgefüllte Produkt aus dem Mündungsbereich herausgedrückt und steht einer vorgesehenen Verwendung zur Verfügung. Ein Entleeren der Kartusche ist auch unter Verwendung eines Kolbens möglich, der über eine Stange verschoben wird oder die Entleerung kann unter Verwendung einer Gewindeverstellung erfolgen. Die Kartusche ist insbesondere zum Einlegen in ein Metallgehäuse oder eine Kartuschenpistole gedacht .
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 transpor- tiert 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 bislang bekannten Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung von Kartuschen sind noch nicht in ausreichender Weise dafür geeignet, hohe Produktionsraten bei gleichzeitig niedrigen Produktionskosten zu unterstützen.
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,
b) Einsetzen des Vorformlings in eine Blasform,
c) biaxiales oder axiales Expandieren des Vorformlings zu einem Behälter durch Recken und Zuführung eines unter Druck stehenden Blasgases,
d) Entnahme des Behälters aus der Blasform und
e) Abschneiden des Bodens des Behälters entlang eines Schnittrandes .
Als Blasgas kann insbesondere Blasluft verwendet werden.
Weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung der einleitend genannten Art derart zu kon- struieren, daß eine optimale Verfahrensdurchführung unterstützt wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen der Eingabeeinrichtung und der Ausgabeeinrichtung eine Blaseinrichtung zur Verformung eines aus dem thermoplastischen Material bestehenden Vorformlings in einen Behälter und eine Schneideinrichtung zum Abschneiden eines Bodenbereiches des Behälters angeordnet sind, wobei der Bodenbereich einem Mündungsabschnitt des Behälters gegenüberliegend angeordnet ist.
Schließlich besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Kartusche der einleitend genannten Art derart auszubilden, daß eine großtechnische Produktion gestützt wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Wandungsbereich des Körpers durch einen Blasformvorgang biaxial orientiert ist und daß ein Endabschnitt des Körpers, der einem Mündungsbereich gegenüberliegt, von einem Bodenteil verschlossen ist, der relativ zu einer Seitenwandung des Körpers beweglich und abgedichtet geführt ist.
Durch die vorliegende Erfindung wird ein völlig neuartiges Konzept zur Produktion von Kartuschen bereitgestellt. Die Produktion kann zum einen mit einer hohen Produktionsgeschwindigkeit und damit hohen Produktionsraten durchgeführt werden, zum anderen ist es möglich, die Kartuschen bei einer hohen Materialfestigkeit, die aufgrund der biaxialen Orientierung des Materials erreicht wird, mit geringen Wandstärken und somit einem geringen Gesamtgewicht zu versehen. Hierdurch werden zum einen die Produktionskosten vermindert, darüber hinaus bietet der verminderte Materialeinsatz auch um- weltpolitische Vorteile .
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.
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 und 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 flaschenfδrmiger Behälter hergestellt wird.
Eine kompakte Produktionsanlage wird dadurch bereitgestellt, daß die Eingabeeinrichtung der Schneideinrichtung mit einer Blaseinrichtung gekoppelt ist.
Ebenfalls trägt es zu einem integrierten Anlagenkonzept bei, daß die Ausgabeeinrichtung der Schneideinrichtung mit einer Fülleinrichtung gekoppelt ist.
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 Blas- formung 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 Kartuschen,
Fig. 7 eine Kartusche mit Bodenteil und
Fig. 8 einen Längsschnitt durch einen Vorformling mit großem Durchmesser des Mündungsabschnittes.
Vor ^der Erläuterung der detaillierten Produktionsschritte zur Herstellung der Kartusche sollen nachfolgend zunächst das Blasverfahren und die Blasvorrichtung zur Umformung von spritzgegossenen Vorformlingen (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. Grundsätzlich ist die Verwendung aller verstreckbaren Kunststoffe 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 Behandlungsstationen 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 Ermδglichung 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 Verriegelung 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 diet 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 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 Kartuschen zur Verpackung der vorstehend oder nachfolgend erwähnten Produkte. Die Kombination der Kartuschen, 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 Ausströmrichtungen wird eine Strδmungs-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 Produkti- onsschritte. Zur Herstellung einer Kartusche (41) wird vom Behälter (2) ein Bodenbereich (42) abgetrennt. Dies kann mechanisch oder unter Einsatz anderer geeigneter Trennverfahren erfolgen. Der Bodenbereich (42) wird vom Behälter (2) entfernt und kann einer weiteren Verwendung, beispielsweise einem Materialrecycling zugeführt werden.
In Fig. 6 ist eine Produktionsanläge 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 Restbereich der Behälter (2) abtrennt und hierdurch die Kartusche (41) bereitstellt. Die Kartuschen (41) werden in einem weiteren Produktionsschritt einer Fülleinrichtung
(47) zugeführt, die ein Füllgut in die Kartusche (41) einbringt. Bei einem derartigen Verfahren wurde der Mündungsabschnitt (21) der Kartusche (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 der Kartusche (41) durchgeführt, der zuvor durch das Abschneiden des Bodenbereiches (42) erzeugt wurde.
In einem abschließenden Produktionsschritt wird die befüllte Kartusche (41) mit einem Bodenteil (53) versehen. Abweichend vom Produktionskonzept in Fig. 6 können unterschiedliche Varianten realisiert werden. Insbesondere ist es nicht erforderlich, alle dargestellten Komponenten an einer gemeinsamen Produktionsstätte 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 der Kartusche (41) in einem ersten Schritt des Ver- schließens des Schnittbereiches in einem zweiten Produktionsschritt ist es auch möglich, zunächst das Bodenteil (53) einzusetzen und danach ein Befüllen der Kartusche mit bereits geschlossenem Endbereich durch den Mündungsabschnitt (21) hindurch vorzunehmen. Die konkret gewählte Reihenfolge der einzigen Produktions- schritte 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 Schneidvorganges erneut zu bearbeiten, um eine optimal gestaltete Randkontur zu erreichen. Insbesondere ist daran gedacht, nach der Durchführung des Schneidvorganges ein Beschneiden des Randes entlang der Schnittkante 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 der Schnittkante sowohl an einer leeren Kartusche als auch nach der Durchführung eines Füllvorganges erfolgen.
Fig. 7 zeigt hinsichtlich eines Ausführungsbeispiels der Erfindung eine gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Kartusche. Derartige Kartuschen können mit unterschiedlichen Produkten befüllt werden, beispielsweise erfolgt im Baubereich eine Befüllung mit Silikonmaterialien. Andere Verwendungen betreffen chemische Produkte wie Fette, Kleber oder schäumende Substanzen. Bei der Herstellung einer derartigen Kartusche wird der dem Mündungsabschnitt (21) gegenüberliegende Öffnungsbereich von einem Bodenteil (53) verschlossen. Das Bodenteil (53) ist hierbei in einem Innenraum des tubenförmigen Behälters (41) angeordnet und gegenüber diesem verschieblich.
Nach einem Einsetzen der befüllten und mit dem Bodenteil (53) versehenen Kartusche in eine geeignete Vorrichtung, beispielsweise eine Kartuschenpistole, kann durch Aufbringung einer Druckkraft auf das Bodenteil (53) das Bodenteil (53) in Richtung auf den Mündungsabschnitt (21) verschoben werden und das abgefüllte Pro- dukt wird hierdurch aus dem Mündungsabschnitt (21) , der zuvor geöffnet wurde, hinausgedrückt und einer Verwendung zugeführt. Eine Verwendung der Kartusche kann auch im Bereich einer Fettpresse erfolgen. Grundsätzlich kann die Kartusche durch Aufbringen von Druck oder Unterdruck oder durch eine Saugwirkung entleert werden.
Bei der Herstellung einer Kartusche ist darauf zu achten, daß zumindest derjenige Bereich des Behälters (41), entlang dessen das Bodenteil (53) zu einer Behälterentleerung verschieblich angeordnet ist, eine im wesentlichen zylindrische Gestaltung besitzt. Die zylindrische Gestaltung unterstützt ein leicht gängiges Verschieben des Bodenteiles (53) und vermeidet Undichtigkeiten. Eine ausreichende Dichtigkeit kann darüber hinaus durch geeignete Dichtlippen oder andersartige Gestaltungen am Rand des Bodenteiles (53) unterstützt werden.
Fig. 8 zeigt einen Vorformling (1) der als ein Weithals-Vorformling ausgebildet ist. Der Vorformling (1) weist einen Mündungsabschnitt (21) auf, der ein Gewinde oder eine Sollbruchstelle beim Einwirken von Durchdrückkräften aufweist. Eingezeichnet ist ebenfalls eine Reckstange (11) zur Reckung eines derartigen Vorform- linges .

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Verfahren zur Herstellung einer Kartusche, dadurch gekennzeichnet, daß die folgenden Verfahrens- schritte aufeinanderfolgend durchgeführt werden:
a) spritzgußtechnische Herstellung eines Vorform- lings (1) aus einem thermoplastischen Material,
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) und 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 (1) 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 der Schnittrand (49) bearbeitet wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Bearbeitung vor einer Befüllung durchgeführt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Bearbeitung nach einer Befüllung durchgeführt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Bearbeitung nach einer Befüllung und einem Einsetzen eines positionierbaren Bodens durchgeführt wird.
12. Vorrichtung zur Herstellung einer Kartusche, die eine Eingabeeinrichtung für ein thermoplastisches Material und eine Ausgabeeinrichtung zur Entnahme des Kartusche aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Eingabeeinrichtung und der Ausgabeeinrichtung eine Blaseinrichtung zur Verformung eines aus dem thermoplastischen Material bestehenden Vorformlings in einen Behälter und eine Schneideinrichtung zum Abschneiden eines Bodenbereiches (42) des Behälters (2) angeordnet sind, wobei der Bodenbereich (42) einem Mündungsabschnitt (21) des Behälters (2) gegenüberliegend angeordnet ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12 , dadurch gekennzeichnet, daß eine Eingabeeinrichtung (50) der Schneideinrichtung (44) mit einer Blaseinrichtung (45) gekoppelt ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgabeeinrichtung (51) der Schneideinrichtung (46) mit einer Fülleinrichtung (47) gekoppelt ist.
15. Kartusche, die einen Körper aufweist, der aus einem thermoplastischen Material ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Wandungsbereich des Körpers durch einen Blasformvorgang biaxial orientiert ist und daß ein Endabschnitt des Körpers, der einem Mündungsbereich (21) gegenüberliegt, von einem Bodenteil (53) verschlossen ist, der relativ zu einer Seitenwandung des Körpers beweglich und abgedichtet geführt ist.
16. Kartusche nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der dem Mündungsbereich (21) gegenüberliegende Endabschnitt des Körpers aus einem Weithalsbereich eines Vorformlings (1) hergestellt ist.
17. Kartusche nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß eine Orientierung des thermoplastischen Materials in einer Längsrichtung des Körpers durch Aufbringen einer Reckkraft hervorgerufen ist, die als Druckkraft und/oder Zugkraft ausgebildet ist.
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