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Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von konischen Hohlkörpern
aus Kunststoff-Folie Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von konischen
Hohlkörpern, insbesondere Dosen aus Kunststoff-Folie und zeigt gleichzeitig eine
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
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Es ist bekannt, Dosen aus Kunststoffen, insbesondere aus Kunst stoff-Folien
herzustellen, indem aus der Folie ein Zylinder gefertigt wird, der zur besseren
Steifigkeit am unteren und am oberen Ende mit einem Bördelrand versehen ist0 Als
Boden wird hierbei ein Karton, eine Kunststoffronde od. dergl. eingesetzt0 Die obere
Öffnung wird nach der Einbringung der Ware mit einem Stülpdeokel verschlossen. Auf
diese Art hergestellte Dosen sind leicht gegenüber den im Tiefziehverfahren hergestellten
Dosen an einer sich axial erstreckenden Verbindungsnaht zu erkennen.
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Die sich bei der Herstellung zwangsläufig ergebende zylindrische Dosenform
benötigt infolge der Sperrigkeit dieses Verpackungs mittels einen relativ großen
Lagerraum0 Eine Stapelbarkeit der Dosen ist bei zylindrischer Form nicht gegeben0
Solche Dosen haben einen erheblichen Platzbedarf, der sich sowohl auf dem Transport
als auch in der Lagerhaltung ungünstig bemerkbar macht. Über eine bestimmte Entfernung
hinaus sind deshalb solche Dosen unter Einhaltung eines angemessenen Frachtanteiles
der Kosten überhaupt nicht mehr lieferbar.
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Ebenfalls sind Dosen bekannt, die im Tiefziehverfahren hergestellt
sind. Dabei werden die Dosenkörper leicht konisch geformt, damit sie sich einerseits
leichter ziehen lassen und andererseits beim Transport ineinander gestapelt weniger
Platz beanspruchen. Diese Dosen werden nach der Füllung mit der einzubringenden
Ware mit einem ebenfalls tiefgezogenen Deckel versehen, der auch leicht konisch
geformt sein kann. Solche Dosen haben aber grundsätzlich den Nachteil, daß ihre
Dosenhöhe beschränkt ist, d. h. infolge des Tiefziehverfahrens kann nur eine beschränkte
Dosenhöhe im Verhälntis zum Durchmesser erzielt werden. Eine typische Ausführung
für eine tiefgezogene Dose findet seit einiger Zeit als klargarinebecher Verwendung.
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Tiefgezogene Dosen weisen darüberhinaus den Nachteil auf, daß
sie
nur sehr schwer bedruckbar sind. Bringt man den Druck vor dem Tiefziehen auf, so
entsteht durch den Tiefziehvorgang ein kaum beherrschbares verzogenes Bild des Aufdruckes.
Nach dem Tiefziehen zur Dosenform sind die herkömmlichen Druckverfahren, wie Tiefdruck
oder Flexodruck nicht mehr verwendbar. Gerade bei den sogenannten Schaudosen, wie
sie seit einiger Zeit für Bonbons benutzt werden, ist es unerläßlich, einen farbenprächtigen,
mehrfarbigen Druck auf die Dose aufzubringen. Besonders gut kann Eunststoff-Folie
von Rolle zu Rolle im Kupfertiefdruck oder Siebdruck mehrfarbig deckend bedruckt
werden. Eine auf diese Weise bedruckte Folie ist, wenn überhaupt, dann nur unter
großen Schwierigkeiten und erheblichem Ausschuß im Tiefziehverfahren verformbar.
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Es ist die Aufgabe der Erfindung, die obigen Mängel zu beseitigen
und ein Verfahren zur Herstellung von konischen Hohlkörpern, insbesondere Dosen
zu schaffen, welches die vorteilhafte Bedruckung der Folie von Rolle zu Rolle gestattet.
Darüberhinaus sollen mit dem Verfahren Dosen herstellbar sein, welche ein durch
Tiefziehen nicht mehr erreichbares Verhältnis von Dosendurchmesser zu Dosenhöhe
aufweisen.
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Die Konizität solcher Dosen ist unbedingt erforderlich, ue eine Stapelbarkeit
zu erreichens
Gemäß der Erfindung wird dies durch ein Verfahren
erreicht9 bei dem aus einer ebenen Folienbahn in an sich bekannter Weise ein endloser
Schlauch geformt und die beiden Kanten der Folienbahn miteinander verbunden, anschließend
der zylindrische Schlauch in der Hohlkörperhöhe entsprechende Rohlinge geteilt,
diese Rohlinge plastifiziert und in die Form eines Kegels aufgeweitet werden. Mit
besonderem Vorteil werden zylindrische, doppelt lange Rohlinge geformt0 Anschließend
werden diese Rohlinge plastifiziert und in die Form eines aneinander anschließenden
Doppelkegels gebracht.
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Darüberhinaus werden die Rohlinge in je zwei konische Formlinge getrennt,
worauf gegebenenfalls die Ränder der Formlinge umgebördelt und der Boden oder Deckel
eingebracht werden0 Mit besonderem Vorteil werden die zylindizschen Rohlinge auf
Plastifizierungstemperatur, mit einer Einfach-oder Doppelkegelform umschlossen und
an ihren Enden abgedichtet0 Anschlißend erfolgt die mechanische pneumatische Aufweitung
zu einem Einfach- oder Doppelkegel, Der Doppelkegel kann sowohl mit seiner Basisfläche
als auch mit seiner Abschnittsfläche aneinander stoßen Gleichzeitig mit der Aufweitung
zu einem Einfach- oder Doppelkegel werden auch Muster, reliefartige Profilierungen
und derglO in den Rohling eingeformt.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens kennzeichnet
sich dadurch, daß ein an sich bekanntes Schlauchforagerät vorgesehen ist, dem eine
Aufspreizvorrichtung und ein den Rohling umschließendes Formwerkzeug nachgeschaltet
ist0 Mit besonderem Vorteil ist zur Aufnahme von einem an sich bekannten Schbichformgerät
anfallenden, doppelt langen Rohlinge ein erster, mit Spreizdornen besetzter, weiter
schaltender Drehtisch vorgesehen und ein weiterer, im Takt des ersten Tisches schaltender,
mit die Rohlinge umschließenden Formwerkzeugen besetzter Drehtisch im Arbeitsbereich
des ersten Drehtisches vorgesehen und angeordnet. Der erste Drehtisch bzw. die Aufspreizvorrichtung
weist eine Heizvorrichtung zum Plastifizieren der Rohlinge und eine Druckluftanlage
zum pneumatischen Aufweiten auf 0 Am zweiten Drehtisch bzwO an der Aufspreizvorrichtung
ist eine Kühlvorrichtung zum Abkühlen der aufgeweiteten Rohlinge und gegebenenfalls
eine zusätzliche Saugworrichtung vorgesehen0 Der erste Drehtisch bzw. die Aufspreizvorrichtung
weist erfindungsgemäß eine Aufnahmestation für die zylindrischen Rohlinge, eine
Spreizstation zum Aufweiten der Rohlinge, eine oder mehrere Reiz stationen und eine
Übergabestation auf, während der zweite Drehtisch mit radial zum Hohlkörper bewegbaren,
geteilten Backenwerkzeugen versehen ist und eine Übernahme-und Ausformstation, mehrere
Kühlstationen und eine Abwurf station aufweist
Mit besonderem Vorteil
ist im Bereich einer Kühlstation des zweiten Drehtisches zusätzlich eine Trennstation
zum Auseinanderschneiden der aufgeweiteten Rohlinge zu je zwei Formlingen vorgesehen0
Der Erfindungsgedanke läßt die verschiedensten konstruktiven Abwandlungen der Vorrichtung
zur Durchführung des Verfahrens zue Beispielsweise kann für eine einfachere Herstellung
auf den maschinellen Aufwand der beiden Drehtische verzichtet werden und mit einem
einzigen aufweitbaren Spreizdorn sowie einem einzigen Backenwerkzeug gearbeitet
werden. Das erfindungsgemäße Verfahren sowie die Vorrichtung sind in den beiliegenden
Zeichnungen erläutert, und zwar zeigent Fig0 1 ein schematisiertes Flußbild zur
Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Verfahrens für einen Doppelkegel, Fig0 2 eine
Draufischt auf die beiden Drehtische, Fig. 3 eine Ansicht der beiden Drehtische,
Fig. 4 ein aus fünf Dosen bestehender Dosenstapel, hergestellt nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren In Fig. 1 ist der gesamte Herstellungsvorgang der konischen Hohlkörper,
insbesondere der Hunsttoffdosen gezeigt. Von einer
Rolle 1 wird
die unbedruckte durchsichtige oder durchscheinende Kunststoff-Folie einer Druckmaschine
2 zugeführt. Die insbesondere mehrfarbig bedruckte Folie gelangt in einen Rollenscheider
3, in dem sich besäumt und in Rollen 4 geschnitten wird, wobei die ltollenbreite
in etwa dem mittleren Umfang der zu bildenden Dose entspricht.
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Das Verfahren kann bis zu diesem Arbeitsschritt in Hintereinanderschaltung
der entsprechenden Maschinen durchgeführt werden. Meist jedoch sind aus fertigungstechnischen
Gründen jeweils einzelne Arbeitsgänge vorzuziehen, Von der bedruckten Rolle 4 gelangt
die Folie in ein Schlauchformgerät 5 in dem die ebene Folie zu einem Zylinder geformt,
mit ihren Kanten übereinander gelegt und beispielsweise durch Schweißen oder Kleben
miteinander verbunden wird0 Das Schlauchformgerät 5 ist in an sich bekannter Weise
aufgebaut, Unterschiedlich gegenüber den bisher bekannten Verfahren ist be einer
Ausführung nur, daß das Schlauchformgerät auf doppelte Dosenlänge eingestellt ist.
Am Ende dieses Schlauchformgerätes 5 sind Dosenrohlinge geformt, die die doppelte
Länge der Dose aufweisen und zylindrisch ausgebildet sind0 Durch diese doppelte
Dosenlänge ist es notwendig, den Druck in der
Druckmaschine 2 abwechselnd
aufrecht und auf dem Kopf stehend auf die Folie aufzubringen. Es können in der anderen
Ausführungsform jedoch auch einfach lange Rohlinge 6 hergestellt und als Einfachkegel
weiter verarbeitet werden.
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Vom Schlauchformgerät 5 gelangen die Rohlinge 6 auf den ersten Drehtisch
7, der mit Spreizdornen 8 besetzt ist. Es schließt sich ein weiterer Drehtisch 9
an, der Backenwerkzeuge lo aufweist. In der durch die beiden Drehtisohe 7 und 9
gebildeten Vorrichtung wird der Dosenrohling 6 plastifiziert und in die Form eines
Einfach- oder Doppelkegels gebracht. Das Backenwerkzeug 1o dient zum genauen pneumatischen
Nachformen des Dosenrohlings. In einer weiterhin vorhandenen Trennstation wird der
auf Doppelkegelform gebrachte Rohling in je zwei Formlinge 12 zerschnitten. Es schließt
sich weiterhin eine Bördelstation 13 an, in der der Formling 12 gegebenenfalls mit
beidseitigen Bördelrändern 14 versehen wird. Über eine Bodeneinlagestation 15 und
eine Stapelmaschine 16 gelangen die konischen Hohlkörper zum Versand.
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In Fig. 2 sind die beiden Drehtische 7 und 9 dargestellt. Beide Drehtische
greifen mit ihrem Arbeitsbereich ineinander über.
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Der Drehtisch 7 ist mit ausfahr-und aufweitbaren Spreizdornen 8 besetzt.
Darüberhinaus weist der Drehtisch 7 eine nicht dargestellte
Heizvorrichtung
sowie eine Druckluftzufuhr auf 0 Die Heizung dient zur Plastifizierung der Rohlinge
60 Eine solche Heizung kann entweder durch einen die Spreizdorne durchflie-Benden
Wärmeträger gebildet werden0 Es können aber auch Strahlungsheizkörper Verwendung
finden, die fest angeordnet sind.
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Der Drehtisch 9 ist mit radial öffnenden Backenwerkzeugen 10 besetst,
die die Form eines Doppelkegels aufweisen und den auf dem Spreizdorn befindlichen
Dosenrohling übergreifen0 Der zweite Drehtisch 9 ist mit einer Kühlvorrichtung ausgestattet,
welche zweckmäßigerweise aus einem die Backenwerkzeuge 1o durchströmenden Kühlmedium
gebildet ist0 Der erste Drehtisch 7 oder bei Herstellung von Einfachkegeln die Aufspreizvorrichtung
weisen eine Aufnahmestation 16, eine oder mehrere Aufheizstationen 19, eine Spreizstation
20 und eine Übergabestation 21 auf, während der zweite Drehtisch 9 eine Übernahme-
und Formstation 22, eine oder mehrere Kühlstationen 23, gegebenenfalls eine Schneidestation
24 und eine Abwurfstation 25 aufweist.
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In Fig0 3 ist eine Ansicht der beiden Drehtische 7 und 9 dargestellt.
Hier ist die Übergabe- 21 bzwO die Übernahme- und Formstation 22 besonders gut zu
erkennens In Fig0 4 ist ein Stapel 26 der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten
Dosen gezeigt. Dabei sind fünf Dosen ineinander gestapelt, Diese weisen an beiden
Seiten Bördelränder 27 auf. In den unteren Bördelrand sind Bodenteile 28 eingebracht0
Am oberen Rand der Dosen sind Stapelränder 29 ausgeformt, die den Abstand der ineinandergestapelten
Dosen bestimmen. Auf die letzte Dose ist ein Stülpdeckel 30 aufgebracht.
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Die Arbeitsweiseder in Fig0 2 und 3 dargestellten erfindungsgemäßen
Vorrichtung ist folgende: Sie wird für das Doppelkegelverfahren beschrieben, ist
jedoch sinngemäß auch für das Einfachkegel-Verfahren auszubilden.
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Von dem nicht dargestellten Schlauchformgerät 5 gelangen die Rohlinge
6 zur Aufnahmestation 18 des ersten Drehtisches 7.
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Auf den sich gerade in der Aufnahmestation 18 befindenden Spreizdorn
8, der sich in nicht gespreizter Stellung befindet, wird ein doppelt langer Dosenrohling
6 mittels eines Hilfskolbens
aufgeschoben. Der Drehtisch 7 schaltet
jeweils einen Takt weiter. Während dieser Zeit wird der Dosenrohling 6 erwärmt und
auf Plastifizierungstemperatur gebracht. In der Spreizstation 20 wird der Dorn 8
durch pneumatische oder mechanische Mittel gespreizt. Dabei wird der zylindrische
Dosenrohling in die Form eines Doppelkegels gebracht. Es schlie-Ben sich weitere
iufheizstationen 19 an, die dazu dienen, die bei der Aufspreizung entstandene Spannung
im Rohling abzubauen.
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In der Übergabestation 21 bzw. kurz vorher wird der Spreizdorn mit
dem auf ihm sitzenden aufgeweiteten Rohling in die Übernahme- und Formstation 22
des Drehtisches 9 eingefahren.
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Das Backenwerkzeug lo wird auf den vom Spreizdorn 8 gehaltenen Dosenrohling
gefahren Das Backenwerkzeug umschließt den gesamten Rohling und dichtet die Kanten
des Rohlings gegen Druckluft abO Durch Einleitunb von Druckluft durch den Spreizdorn
8 bzw. durch Anschluß einer Saugquelle an die Backenwerkzeuge 1o wird der sich auf
Plastifizierungstemperatur befindliche Dosenrohling an die Form des 3ackenwerkzeuges
angepreßt. Durch diesen pneumatischen Druckstoß erfährt der Dosenrohling eine präzise
Nachformung. An dieser Stelle können auch Muster oder reliefartige Verformungen
der kegelartigen Dosenumfangsfläche erreicht werden. Nach der Ausformung zieht sich
der Spreizdorn auf seinen ursprünglichen Durchmesser zurück und fährt rückwärts
aus dem
Backenwerkzeug aus, wobei der Dosenrohling im Backenverkzeug
Io zurückbleibt. Der Rohling durchwandert nun einige Kühletationen 23. Mit besonderem
Vorteil kann eine Schneidestation 24 direkt auf dem zweiten Drehtisch bzw. mit diesem
zusammenarbeitend vorgesehen sein. Beispielsweise fährt in der Schneidestation 24
ein Messerbalken mit einem Rundmesser in den Rohling 6 ein und schneidet diesen
in zwei einander entsprechende Formlinge auseinander. In der Absurfstation 25 werden
die Disenformlinge ausgeworden. Ebensogut kann der zweite Drehtisch 9 mit einer
größeren Anzahl Taktstationen ausgerüstet sein. Es können, wie in Fig. 1 angedeutet,
sich Bördelstationen, Bodeneinlegestationen und eine Stapelstation anschließen