Verfahren und Einrichtung zur Herstellung von schalenartigen Körpern
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von schalenartigen Körpern unter Verwendung von Hohiformen, in die eine thermoplastische Folie mittels eines gasförmigen Mediums eingepresst wird. Gemäss der Erfindung wird die thermoplastische Folie, insbesondere aus Polxvintvlchlorid, deren Stärke 0,01 bis 0,5 mm beträgt, absehnittweise um ein konstantes Mass von einer Rolle abge wiclielt, durch eine Wärm-, Pressgasformungsund Kühlvorrichtung gezogen und der ver fornite Folienteil nach erfolgter Heraus- hebung aus der Hohlform abgetrennt.
Die Erfindung betrifft auch eine zur Durchfühnmg dieses Verfahrens geeignete Einrichtung. Diese besteht darin, dass die Wärm-, Pressgasfbrmungs- und Eühlvorrich- tung aus einer untern, feststehenden Platte und einer obern, auf und ab beweglichen, be-.
heizbaren Platte besteht und dass auf der unteren Platte ein die Hohlformen aufnehmender Wagen gelagert ist und dass ferner die obere Platte und die Hohlform je an eine Pressgasleitung angeschlossen sind, derart, dass über Ventile abwechselnd Pressgas von unten und von oben gegen die durch die obere Platte einerseits und den darunter befindlichen Wagen anderseits allseits luftdicht abgeschlossene thermoplastische Folie zur Einwirkung gebracht werden kann und dass ferner die Ilolilformen so bemessen sind, dass die Hälfte der jeweils kleinsten Breitenausdeh- nung ungefähr mindestens gleich der grössten Behälterhöhe ist, und dass die von der Horizontalen abweichenden Hohlforillwandnngen einen Winkel mit der Horizontalen einschlie ssen,
der kleiner als 90" ist.
Mit der Einrichtung und dem Verfahren nach der Erfindung ist es möglich, eine sehr dünnwandige Verpackung für jegliche Art von Füllgütern bei luft-und feuchtigkeitsdichtem VersChluss zu schaffen, die eine hohe Reissfestigkeit, die 600 kg/ein2 und darüber beträgt, besitzt.
In der Zeichnung sind einige Ausfüh rungsbcispiele schematisch dargestellt, und es zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht der Einrichtung,
Fig. 2 einen Schnitt durch eine Hohlform,
Fig. 3 den Grundriss gemäss Fig. 2,
Fig. 4 einen Schnitt durch eine untere und eine obere Platte mit eingefügter Form nach Fig. 2 und 3, Fig. 5 einen Schnitt entsprechend Fig. 4 bei Einwirken der Pressluft von unten, Fig. 6 einen. Schnitt entsprechend Fig. 4 bei Einwirken der Pressluft von oben,
Fig. 7 einen.
Schnitt durch ein Hahnventil für die Steuerung der Pressluft im Zustand der Einblasung derselben,
Fig. 8 einen Schnitt entsprechend Fig. 7 im Zustand der Aufblasung der Pressluft,
Fig. 9 bis 15 einige Schemata für die verschiedenen Arbeitsphasen der Einrichtung nach Fig. : 1,
Fig. 16 einen Querschnitt durch in einer : AIehrfachform erzeugte Becher,
Fig. 17 einen Schnitt mit Schaubild einer Dose, die durch Gegeneinandersetzen zweier gleicher schalenartiger Körper und durch Verschweissung der vorkragenden Ränder gebildet ist, und
Fig. 18 einen Schnitt entsprechend Fig. 17 einer weiteren Gestaltungsform einer fertigen Dose.
Im schematischen Beispiel nach Fig. 1 ist die Einrichtung nach Ständerbauweise gestaltet, wobei ein Rahmen 1 und ein Lagerbock 2 auf einer Grundplatte 3 gelagert sind. Im Rahmen 1 ist die untere Tischplatte 4 fest eingebaut, die einen die Hohlform aufnehmenden Wagen 5 bildet. Dieser Wagen ist lediglich eine Tragplatte mit Fühnmgen für die Wagenrollen 6. Oberhalb dieser festen Platte 4 befindet sich die im Sinne des Doppelpfeils 7 auf und ab bewegbare obere, elek trisch beheizte Platte 8. Die Bewegung dieser Platte kann auf hydraulischem Wege oder mittels Exzenter bewirkt werden. Der Bewe gungsmechanismus ist in der Fig. 1 nicht dargestellt. Der Beheizung der obern Platte 8 dienen die Widerstandskörper 9.
Im Lagerbock 2 ruht eine Folienrolle 10, die in stetiger Folge abschnittweise in Richtung des Pfeils 11 über die Umlenkwalze 12 abgewickelt wird.
An die untere feststehende Platte 4 ist eine Doppclfahrbahn 13 für die Räder 6 des Formenwagens 5 angeschlossen. An Stelle eines mit Rollen 6 versehenen Wagens kann auch ein schlittenartiger Formkasten 5 Anwendung finden, wobei die Bahn 13 lediglich eine Schlitzführung oder dergleichen zu besitzen braucht.
Am Ende der Bahn 13 ist eine in Fig. 1 nur rein schematisch angedeutete Schneidvor- richtung 14 vorgesehen, die im Sinne des Pfeils 15 von Hand oder auch im Rhythmus des Arbeitsspiels der Anordnung nach Fig. 1 (vgl. auch Fig. 9 bis 15) durch eine automa tische Steuerung betätigt werden kann. An die Sehneidvorriehtung 14 schliesst sich entweder eine Transportvorrichtung (z. B. Förderband) oder eine Ablegeplatte 16 an, die, falls erwünscht, im Sinne des Doppelpfeils 17 im Gestell 18 auf und ab bewegt werden kann.
An die Platten 4 und 8 sind Pressgaslei tungen angeschlossen. Im Beispiel der Fig. 1 dient als Pressgas vom Kompressor 19 (ange- trieben durch den Elektromotor 20) erzeugte Pressluft, die durch die Rohrleitung 21 zu den Verteilungsleitungen 22 und 23 führt. Am Ende dieser Verteilungsleitlmg befinden sich Doppelwegehähne 24 und 25, für die in den Fig. 7 und 8 ein Ausführungsbeispiel angedeutet ist. Von den Hähnen 24, 25 führen flexible Schlauchleitungen 26 und 27 zu den Platten 4 und 8. Die Schlauchleitung 26 ist so lang bemessen, dass sie dem Ausfahren des Wagens oder Schlittens 5 zu folgen vermag.
Die Länge der Leitung 27 ist so lang bemessen. dass das Auf- und Abbewegungsspiel der Platte 8 nicht behindert ist.
Von den Hähnen 24 und 25 zweigen weiterhin die Leitungen 28 und 29 ab, die zum Schalldämpfer 30 führen. Dieser Schalldämpfer 30 ist entweder selbständig irgendwo im Raum oder auf der Platte 8 gelagert. Im letzteren Falle müssen auch die Leitungen 28 und 29 flexibel und entsprechend lang ausgebildet sein. Im Beispiel der Fig. 1 mündet die Abblasleitung 31 ins Freie.
Eine Form 32 für die Erzeugung der schalenartigen Körper ist in einem Ausführungsbeispiel in den Fig. 2 und 3 angedeutet.
Hierbei ist eine einfache flache Dose mit unter 90" abkragendcm Rand angenommen. Diese Formen 32 werden in die untere Platte 4 bzw. im Sinne der Fig. 4 in den Wagen bzw.
Schlitten 5 eingesetzt, und zwar so, dass unterhalb der Formen 32 eine Kammer 33 sich bildet.
Die bewegliche Platte 8 ist auch ihrerseits mit einer Vertiefung 34 versehen, wodurch eine der Kammer 33 entsprechende Kammer elltsteht, wenn die von der Rolle 10 zur Ab wicklung gelangende Folie 35 zwischen der Form 32 und der Platte 8 liegt.
Die Arbeitsweise ist aus den Fig. 4 bis 6, in denen drei Arbeitsstadien dargestellt sind, ersichtlich. Gemäss Fig. 4 ruht zunächst : die Folie 35 zwischen dem obern Rand des Wagens 5 und dem untern Rand der Platte 8.
Nunmehr wird gemäss Fig. 5 durch die Rohrleitung 26 Pressluft in die Kammer 33 eingelassen, und sie verteilt sich über die in der Form 32 vorgesehenen Bohrungen 36 in die Hohlräume 37 der Formen 32. Dadurch beauf schlagt die Pressluft die Folie 35, und diese wirdgcgen die untere Fläche der Platte 8 fest angedrückt. Da diese Platte beheizt ist (z. B.
850 C bei Verwendung von Polyvinylchlorid), erweicht die thcrmoplastische Folie.
Nunmehr wird der Knebel 38 des Hahnes 24, der ursprünglich die Stellung nach Fig. 7 einnahm, in die Stellung nach Fig. 8 eingelegt, so dass die Pressluft über die Leistung 28, den Schalldämpfer 30 und die Auspuffleitung 31 ins Freie gelangt.
Sofort im Anschluss hieran erfolgt das Umlegen des Knebels 39 des Hahnes 25 in die in Fig. 7 angedeutete Stellung, so dass Pressluft durch den Schlauch 27 in die Kammer 34 tritt, wie in Fig. 6 dargestellt, wodurch die erweichte Folie 35 im Bereiche der For men 32 sich an deren E Hohlraumwandungen völlig anlegt. Zufolge der in der Form 32 vorgesehenen Bohrungen 36 vermag die in den Hohlräumen 37 der Form enthaltene Luft auszuweichen, so dass keinerlei Luftblasen und dadurch bedingte Unebenheiten in dem zu erzeugenden Hohlkörper entstehen können.
Zufolge der hohen Thermoplastizität des erwärmten Folienmaterials können alle Vorsprünge in den Formenkörpern 32 einwandfrei mit der Folienhaut überzogen werden, ohne dass diese reisst. Es ist zweckmässig, darauf zu achten, dass die grösste Tiefe b einer Form 32 (Fig. 16) höchstens gleich, möglichst kleiner als die halbe grösste Ausdehnung a in der Breitenrichtung sei, da sonst nicht ausreichend Folienmaterial, bezogen auf dessen Dicke, zur Verfügung steht. um den Streckprozess zu vollführen. Die Materialdicke der Folie 35 richtet sich nach der Körperabmessung. Je kleiner diese Abmessungen sind; um so dünner kann das Folienausgangsmaterial angewendet werden.
Sobald die Folie 35 die kalten Innenwandungen der Formen 32 berührt, erstarrt sie.
Die erzeugten Körper behalten demzufolge die ihnen durch den Erwärmungs- und Blasungsvorgang awlfgezwtmgene Form. Sobald der Blasvorgang gemäss Fig. 6 beendet ist (es genügt bei dünner Folie eine Sekunde), erfolgt das Umlegen des Knebels 39 in die in Fig. 8 dar- gestellte Stellung, und die Pressluft entweicht über die Leitung 29, den Schalldämpfer und die Ausströmleftung 31 ins Freie.
In den Fig. 9 bis 15 sind verschiedene aufeinanderfolgende Arbeitsphasen schematisch angedeutet:
In Fig. 9 ist das Ende des Arbeitsprozesses entsprechend den Fig. 4 bis 6 angenommen.
Der über dem Wagen 5 befindliche Folienabschnitt 35' hat seine Verformung erfahren, und die obere Platte 8 ist bereits aufwärtsgefahren. Nunmehr wird der Wagen 5 in die in Fig. 10 angedeutete Stellung ausgefahren, wobei der nächste Folienabschnitt 35" nachgezogen wird. Gemäss Fig. 11 erfolgt jetzt das Herausheben des Folienabsehnittes 35', der bei Verwendung zahlreicher Hohlformen 32 entsprechend viele eingeformte Körper 40 aufweist. Alsdann wird der Folienabsehnitt 35' gemäss Fig. 12 bis über die Schneidvorrich- tung 14 herausgezogen und diese betätigt, so dass der fertige Folienabschnitt 35' in den Schacht 16 abfällt. Der Folienabschnitt 35" liegt nunmehr seinerseits auf dem Wagen 5 auf.
Zufolge des Herausziehens des Abschnittes 35' ist ein weiterer Teil der Folie 35"' von der Rolle 10 abgewickelt worden.
Alsdann erfolgt das Rückfahren des Wagens entsprechend Fig. 14 in den Bereich der Platten 4 und 8. Zufolge des Zurückfahrens weicht der Folienabsehnitt 35"'ebenfalls zurück, und es bildet sich zwischen der Umführlmgswalze i 2 und dem Wagen 5 eine Schleife, wie in den Fig. 14 und 15 angedeutet. Nunmehr ist der Folienabschnitt 35"seinerseits in Arbeitsstellung. Die obere Platte 8 wird gemäss Fig. 15 abwärtsbewegt, und es werden die Arbeitsphasen, wie zu den Fig. 4 bis 6 ge schildert, durchgeführt. Sobald diese beendet sind, beginnt das Arbeitsspiel, wie zn Fig. 9 und folgenden erläutert.
Im Beispiel der Fig. 17 ist angenommen, dass zwei gleiche schalenförmige Körper 40 und 40' nach ihrer erfolgten Erzeugung in denselben Formen gegeneinandergelegt und mittels der vorkragenden Ränder 41 mit ein ander zu einem Hohlkörper verbunden werden. Hierfür eignet sich ganz besonders die Iiochfreq;nenzschweissung, die bewirkt wird, sobald die Körper 40 mit den Gebrauchs- oder Verbrauchsgütern gefüllt sind. In Fig. 18 ist eine mehr dosenartige Form als Beispiel dargestellt. Die Hoehfrequenz-Verschwei- sslmgsnaht ist durch die Pfeile 42 angedeutet.
Es ist erkennbar, dass zahlreiche anders geformte Hohlkörper erzeugt werden können.
Wie in Fig. 16 angedeutet, werden dem Wagen 5 normalerweise Folienabschnitte mit zahlreichen hineingeformten Körpern 40 entnommen, und es ist bei der Ein. ordnung der Formen 32 darauf zu achten, dass beim nach träglichen Durchtrennen der einzelnen Körper 40 an den durch die Pfeile 43 angedeuteten Stellen für jeden Körper 40 ausreichend vorkragende Ränder 41 verbleiben.
Der Fliessarbeitsgang kann dahingehend erweitert werden, dass die Schneidvorriehtung 14 oder eine mit ihr gekuppelte Zusatzschneidvorrichtung (nicht dargestellt) vorgesehen ist, die so wirkt, dass nicht nur ein Abtrennen der jeweiligen behandelten Folienabsehnitte 35', 35"erfolgt, sondern gleichzeitig oder kurz danach auch ein Heraustrennen der einzelnen Körper 40 aus dem zunächst noch zusammenhängenden Folienabsehnitt.
Method and device for the production of shell-like bodies
The invention relates to a method for producing shell-like bodies using hollow molds into which a thermoplastic film is pressed by means of a gaseous medium. According to the invention, the thermoplastic film, in particular made of Polxvintvlchlorid, the thickness of which is 0.01 to 0.5 mm, wiclielt by a constant amount from a roll, pulled through a heating, compressed gas shaping and cooling device and the ver fornite film part after Lifting out of the hollow form separated.
The invention also relates to a device suitable for performing this method. This consists in the fact that the heating, compressed gas supply and cooling device consists of a lower, fixed plate and an upper, movable up and down.
heatable plate and that on the lower plate a carriage receiving the hollow forms is mounted and that furthermore the upper plate and the hollow form are each connected to a compressed gas line, such that compressed gas from below and from above alternately through the upper plate via valves on the one hand and the car underneath on the other hand, airtight thermoplastic film on all sides can be brought into action and that the Ilolilforms are also dimensioned so that half of the smallest width extension is approximately at least equal to the largest container height, and that those deviating from the horizontal Hohlforillwandngen form an angle with the horizontal,
that is smaller than 90 ".
With the device and the method according to the invention, it is possible to create a very thin-walled packaging for any type of filling goods with an air- and moisture-tight seal, which has a high tensile strength of 600 kg / a2 and above.
In the drawing, some examples are shown schematically, and show:
Fig. 1 is a side view of the device,
2 shows a section through a hollow mold,
3 shows the floor plan according to FIG. 2,
4 shows a section through a lower and an upper plate with an inserted shape according to FIGS. 2 and 3, FIG. 5 shows a section corresponding to FIG. 4 when the compressed air acts from below, FIG. 6 shows a. Section according to FIG. 4 when the compressed air acts from above,
Fig. 7 a.
Section through a tap valve for controlling the compressed air when it is being blown in,
8 shows a section corresponding to FIG. 7 in the state of inflation of the compressed air,
9 to 15 show some diagrams for the various working phases of the device according to FIG. 1,
16 shows a cross section through cups produced in a multiple form,
17 shows a section with a diagram of a can which is formed by placing two identical shell-like bodies against one another and by welding the protruding edges, and FIG
18 shows a section corresponding to FIG. 17 of a further embodiment of a finished can.
In the schematic example according to FIG. 1, the device is designed according to the stand construction, a frame 1 and a bearing block 2 being mounted on a base plate 3. The lower table top 4 is permanently installed in the frame 1 and forms a carriage 5 that receives the hollow shape. This car is only a support plate with Fühnmgen for the carriage rollers 6. Above this fixed plate 4 is the upper, electrically heated plate 8, which can be moved up and down in the direction of the double arrow 7. The movement of this plate can be effected hydraulically or by means of an eccentric will. The movement mechanism is not shown in FIG. The resistance bodies 9 serve to heat the upper plate 8.
A roll of film 10 rests in the bearing block 2 and is unwound in continuous sections in the direction of the arrow 11 over the deflecting roller 12.
A double track 13 for the wheels 6 of the mold carriage 5 is connected to the lower fixed plate 4. Instead of a carriage provided with rollers 6, a slide-like molding box 5 can also be used, the track 13 only needing to have a slot guide or the like.
At the end of the path 13 there is provided a cutting device 14, indicated only schematically in FIG. 1, which is manually operated in the direction of the arrow 15 or in the rhythm of the work cycle of the arrangement according to FIG. 1 (see also FIGS. 9 to 15 ) can be operated by an automatic control. Either a transport device (e.g. conveyor belt) or a depositing plate 16 connects to the cutting device 14, which, if desired, can be moved up and down in the frame 18 in the direction of the double arrow 17.
On the plates 4 and 8 Pressgaslei lines are connected. In the example in FIG. 1, compressed air generated by the compressor 19 (driven by the electric motor 20) is used as the compressed gas and leads through the pipeline 21 to the distribution lines 22 and 23. At the end of this distribution line there are double-way cocks 24 and 25, for which an exemplary embodiment is indicated in FIGS. 7 and 8. Flexible hose lines 26 and 27 lead from the taps 24, 25 to the plates 4 and 8. The hose line 26 is dimensioned so long that it can follow the extension of the carriage or slide 5.
The length of the line 27 is so long. that the up and down play of the plate 8 is not hindered.
The lines 28 and 29, which lead to the silencer 30, continue to branch off from the taps 24 and 25. This silencer 30 is either stored independently somewhere in the room or on the plate 8. In the latter case, the lines 28 and 29 must also be flexible and correspondingly long. In the example of FIG. 1, the blow-off line 31 opens into the open.
A mold 32 for producing the shell-like bodies is indicated in one embodiment in FIGS. 2 and 3.
Here, a simple, flat box with a cantilevered edge of less than 90 "is assumed. These shapes 32 are inserted into the lower plate 4 or, in the sense of FIG.
Slide 5 used, in such a way that a chamber 33 is formed below the molds 32.
The movable plate 8 is in turn provided with a recess 34, whereby one of the chamber 33 corresponding chamber elltestand when the coming from the roll 10 to the winding film 35 between the mold 32 and the plate 8 is.
The mode of operation can be seen from FIGS. 4 to 6, in which three working stages are shown. According to FIG. 4, the following initially rests: the film 35 between the upper edge of the carriage 5 and the lower edge of the plate 8.
Now, according to FIG. 5, compressed air is admitted into the chamber 33 through the pipeline 26, and it is distributed via the bores 36 provided in the mold 32 into the cavities 37 of the molds 32. The compressed air acts on the film 35 and this is counteracted the lower surface of the plate 8 pressed firmly. Since this plate is heated (e.g.
850 C when using polyvinyl chloride), softens the thermoplastic film.
The toggle 38 of the cock 24, which originally assumed the position according to FIG. 7, is now inserted into the position according to FIG. 8, so that the compressed air reaches the outside via the power 28, the silencer 30 and the exhaust line 31.
Immediately after this, the toggle 39 of the tap 25 is moved into the position indicated in FIG. 7, so that compressed air passes through the hose 27 into the chamber 34, as shown in FIG. 6, whereby the softened film 35 in the area of the For men 32 is completely applied to the E cavity walls. As a result of the bores 36 provided in the mold 32, the air contained in the cavities 37 of the mold is able to escape, so that no air bubbles and unevenness of any kind can arise in the hollow body to be produced.
As a result of the high thermoplasticity of the heated film material, all of the projections in the molded bodies 32 can be perfectly covered with the film skin without it tearing. It is advisable to ensure that the greatest depth b of a mold 32 (FIG. 16) is at most equal, if possible smaller than half the greatest dimension a in the width direction, since otherwise there is not enough film material available in relation to its thickness stands. to accomplish the stretching process. The material thickness of the film 35 depends on the body dimensions. The smaller these dimensions are; the thinner the film starting material can be used.
As soon as the film 35 touches the cold inner walls of the molds 32, it solidifies.
As a result, the bodies produced retain the shape that was created for them by the heating and blowing process. As soon as the blowing process according to FIG. 6 has ended (one second is sufficient for a thin film), the toggle 39 is moved into the position shown in FIG. 8, and the compressed air escapes via line 29, the silencer and the outflow 31 outdoors.
Various successive work phases are indicated schematically in FIGS. 9 to 15:
In FIG. 9, the end of the work process corresponding to FIGS. 4 to 6 is assumed.
The film section 35 'located above the carriage 5 has been deformed and the upper plate 8 has already moved upwards. The carriage 5 is now extended into the position indicated in FIG. 10, the next film section 35 ″ being drawn in. According to FIG. 11, the film section 35 'is now lifted out, which has a corresponding number of molded-in bodies 40 when using numerous hollow forms 32. Then the film section 35 'according to FIG. 12 is pulled out over the cutting device 14 and this is actuated so that the finished film section 35' falls into the shaft 16. The film section 35 "is now in turn on the carriage 5.
As a result of the section 35 'being pulled out, a further part of the film 35 "' has been unwound from the roll 10.
The carriage then moves back into the area of the plates 4 and 8 as shown in FIG. 14. As a result of the movement back, the film section 35 '' 'also recedes, and a loop is formed between the Umführlmgswalze i 2 and the carriage 5, as in FIG 14 and 15. The film section 35 ″ is now in its working position. The upper plate 8 is moved downwards as shown in FIG. 15, and the work phases, as described in relation to FIGS. 4 to 6, are carried out. As soon as these have ended, the working cycle begins, as explained in FIG. 9 and the following.
In the example in FIG. 17, it is assumed that two identical shell-shaped bodies 40 and 40 'are placed against one another in the same shapes after they have been produced and are connected to one another to form a hollow body by means of the projecting edges 41. High-frequency welding, which is effected as soon as the bodies 40 are filled with the consumer goods, is particularly suitable for this. In Fig. 18, a more can-like shape is shown as an example. The high-frequency welding seam is indicated by the arrows 42.
It can be seen that numerous differently shaped hollow bodies can be produced.
As indicated in FIG. 16, film sections with numerous molded bodies 40 are normally removed from the carriage 5, and it is at the on. order of the molds 32, it is important to ensure that when the individual bodies 40 are subsequently severed at the points indicated by the arrows 43, sufficiently protruding edges 41 remain for each body 40.
The flow process can be extended to the effect that the cutting device 14 or an additional cutting device (not shown) coupled to it is provided, which acts so that the respective treated film sections 35 ', 35 "are not only cut off, but also simultaneously or shortly thereafter a separation of the individual bodies 40 from the initially still coherent film section.