DE1486052B - Vorrichtung zum kontinuierlichen Formen, Füllen und Verschließen von Flaschen oder ähnlichen Behältern aus thermoplastischem Kunststoff - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer bekannten Vorrichtung zum kontinuierlichen Formen, Füllen und Verschließen von Flaschen oder ähnlichen Behältern aus thermoplastischem Kunststoff mit Hilfe von Formteilen, die in zusammengesetzter Form mit dem aus einer Strangpreßvorrichtung nach unten austretenden Kunststoffschlauch mitbewegbar sind, und mit einem von oben in den Kunststoffschlauch bis in die geschlossene Form hineinragenden Füllrohr.

Es ist bereits eine kontinierlich arbeitende Vorrichtung der vorgenannten Art bekannt, deren Formteile eine einzige Form bilden, die nur während des Formvorgangs geschlossen ist. Dabei sind für die Ausbildung des Behälterbodens bzw. der Behälteroberseite des vorhergehenden Behälters zwei Paare von in gleicher Weise ausgebildeten Stirnformteilen vorgesehen, die bei Erreichen einer unteren Stellung nach dem Öffnen von zwei Wandformhälften zur Bildung des nächsten Behälters oberhalb des anderen Stirnformteilpaares wieder zusammengesetzt werden, ebenso wie die beiden Wandformhälften. Außerdem sind zwei Stützteilpaare vorgesehen, die gleichfalls umlaufen und im Anschluß an die Stirnformteile an den Behältern angreifen und dabei einen über das Füllrohr gefüllten Behälter verschließen und abdrehen, wobei auch der nachfolgende Behälter an seiner Bodenseite verschlossen und unterstützt wird, damit er gefüllt werden kann.

Mit dieser bekannten Vorrichtung kann zwar kontinuierlich gearbeitet werden, insbesondere der Kunststoffschlauch ohne Unterbrechung ausgepreßt werden, jedoch ist die Arbeitsgeschwindigkeit der bekannten Vorrichtung vergleichsweise gering. Dafür gibt es mehrere Gründe. Zunächst muß der ausgepreßte Kunststoffschlauch eine erhöhte Temperatur aufweisen, damit er sich leicht plastisch verformen läßt. Nach der Ausbildung des Behälters muß jedoch eine Abkühlung erfolgen, damit der Behälter formfest wird, bevor die Form wieder geöffnet werden kann. Aus diesem Grund muß der geformte Behälter während einer bestimmten Abkühlzeit in der geschlossenen Form verbleiben. Diese Abkühlzeit ist bei der bekannten Vorrichtung vergleichsweise lang, da die Füllflüssigkeit erst nach dem Entfernen der Formteile eingefüllt wird und der Behälter aus diesem Grund in hohem Maße abgekühlt, und formfest sein muß, um der statischen Belastung durch die eingefüllte Flüssigkeit zu widerstehen, und da außerdem während des Erstarrens in der Form noch keine Flüssigkeit eingefüllt ist, die durch Wärmeaufnahme zur schnelleren Abkühlung des Behälters beitragen könnte. Ein weiterer Nachteil der bekannten Vorrichtung ist, daß die Versiegelung des Behälters erst erfolgt, nachdem er die Form verlassen hat und bereits abgekühlt ist, so daß die Versiegelung erschwert und gegebenenfalls eine örtliche Erwärmung beim Versiegeln und Abtrennen erforderlich ist. Ferner ergibt sich bei der bekannten Vorrichtung eine Komplizierung der Ausbildung dadurch, daß die verschiedenen Formteile und Stützteile abgesehen νρ,η ihrer gemeinsamen Bewegung in Auspreßrichtung zu verschiedenen Zeiten seitlich und entgegengesetzt zur Auspreßrichtung bewegt werden müssen, wozu mehrere Antriebseinrichtungen erforderlich sind, was den Aufwand und die Störanfälligkeit erhöht.

Es ist ferner bereits eine Vorrichtung zum Formen, Füllen und Verschließen von Kunststoffbehältern bekannt, bei der die Flüssigkeit eingefüllt wird, während sich der zuvor aufgeblasene Behälter noch in der geschlossenen Form befindet. Hier kann also bereits mit dem Einfüllen der Flüssigkeit begonnen werden, bevor der Behälter vollständig erhärtet ist, da eine Verformung durch die geschlossene Form verhindert wird. Zugleich bewirkt dann die eingefüllte Flüssigkeit eine schnelle Abkühlung des Behälters. Diese bekannte Vorrichtung arbeitet jedoch diskontinuierlich mit einer einzigen Form, wobei der Kunststoffschlauch

ίο schrittweise ausgepreßt und die beiden Formhälften der einzigen Form nur normal zur Auspreßrichtung zwischen einer geöffneten Stellung und einer geschlossenen Stellung bewegbar sind. Aus diesem Grund kann auch diese bekannte Vorrichtung nur mit geringer Leistung arbeiten.

Es ist ferner bereits bekannt, bei der Herstellung von hohlen Gegenständen aus einem ausgepreßten Kunststoffschlauch Formen zu verwenden, deren Formhälften in zusammengesetztem Zustand an eine Unterdruckquelle anschließbar sind, um den in der Form befindlichen Schlauchabschnitt durch Unterdruckwirkung zur Anlage an der Forminnenwand zu bringen. Dabei ist bereits eine Reihe von umlaufenden Formen bzw. Formteilen vorgesehen, so daß mehrere Schlauchabschnitte gleichzeitig in sierschiedenen Stadien geformt werden, wodurch sich die Leistungsfähigkeit der bekannten Vorrichtung erhöht. Diese bekannte Vorrichtung ist jedoch nur für das Formen hohler Gegenstände und nicht auch für das Füllen und Verschließen vorgesehen.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Formen, Füllen und Verschließen von Flaschen oder ähnlichen Behältern aus thermoplastischem Kunststoff so auszubilden, daß sie leistungsfähiger als die bisher bekannten Ausführungen ist. Im Rahmen der gestellten Aufgabe ergeben sich Schwierigkeiten insbesondere daraus, daß die Behälter durch ein Füllrohr gefüllt werden müssen, das sich durch den Strangpreßkopf erstreckt, daß das Füllrohr im richtigen Moment mit dem neugeformten Behälter in freier Verbindung stehen muß, daß beim Aufweiten des ausgepreßten Schlauches durch Blasluft diese ohne Verformung des Schlauchabschnitts zwischen dem oberen Ende der Blasform und dem Strangpreßkopf zugeführt werden muß und daß der Halsabschnitt des gefüllten Behälters noch hinreichend warm sein muß, um durch Zusammenquetschen versiegelt zu werden.

Erfindungsgemäß wird die genannte Aufgabe dadurch gelöst, daß eine Reihe von mehrteiligen umlaufenden Formen vorgesehen ist, deren Formteile als vertikal geteilte und beim Zusammenfügen den Kunststoffschlauch mit ihren Bodenteilen verschließende Formhälften ausgebildet sind, welche Saugöffnungen aufweisen, die beim Schließen der Formen an eine Unterdruckleitung anschließbar sind, und daß das Füllrohr in der Formenschließstation mündet.

Bei dieser Ausbildung sind besondere Stützteile od. dgl. für die Behälter nicht erforderlich, da das Formen, Füllen und Verschließen der Behälter innerhalb der geschlossenen Formen erfolgen. Dadurch ergibt sich ein vergleichsweise einfacher Antrieb der Vorrichtung, bei dem die eine Form bildenden Formhälften an der Formenschließstation zusammengeführt und an der Formenöffnungsstation geöffnet werden, um im Umlauf der Formenschließstation wieder zugeführt zu werden. Dadurch, daß sich jede Form von der Formenschließstation zur Formen-

Öffnungsstation durch eine vorbestimmte Arbeitsstrecke bewegt, steht auch bei hoher Umlaufgeschwindigkeit der Formteile bzw. bei hoher Arbeitsgeschwindigkeit eine für das Formen, Füllen und Verschließen der Behälter ausreichende Zeit zur Verfügung. Dabei ist zu berücksichtigen, daß das Einfüllen der Flüssigkeit nicht nur vor dem Erhärten des Behälters, sondern bereits vor dem vollständigen Ausformen des Behälters beginnen kann, wobei die Formwirkung des auf die Außenseite des Behälters aufgebrachten Vakuums durch den Flüssigkeitsdruck an der Behälterinnenseite unterstützt wird. Der bereits ausgepreßte Schlauchabschnitt zwischen der obersten geschlossenen Form und dem Strangpreßkopf wird dabei weder durch die Einwirkung des Vakuums noch durch die ? eingefüllte Flüssigkeit verformt. Auch besteht keine Gefahr mehr, daß der gefüllte Behälter nach dem Öffnen der Formen infolge des hohen Gewichts der Füllflüssigkeit, wie es beispielsweise beim Abfüllen von Milch in Plastikflaschen vorhanden ist, verformt wird, da der Behälter bis zum Öffnen der Form vollständig erhärtet ist. Aus diesen Gründen kann die erfindungsgemäße Vorrichtung mit hoher und gegebenenfalls einstellbarer Arbeitsgeschwindigkeit betrieben werden.

Eine zweckmäßige Weiterbildung sieht vor, daß das Füllrohr feststeht und kurz über der Stelle endet, an der die Formbodenteile beim Zusammenfügen der Formhälften zusammentreffen. Die ortsfeste Anordnung des Füllrohrs vereinfacht die Vorrichtung, und es besteht bei dieser Ausbildung auch ohne Verlagerung des Füllrohrs die Möglichkeit, durch Abstimmung der Füllgeschwindigkeit auf die Laufgeschwindigkeit der Formen zu erreichen, daß sich das Austrittsende des Füllrohrs während des Füllvorgangs nahe bzw. nahe unterhalb dem Flüssigkeitsspiegel im Behälter befindet, so daß ein Aufschäumen der Flüssigkeit vermieden wird.

Die Erfindung wird nachfolgend an einem Aus- » führungsbeispiel an Hand einer schematischen Zeichnung erläutert, die eine erfindungsgemäße Vorrichtung in einem senkrechten Schnitt und teilweise perspektivisch.darstellt.

In der Zeichnung ist der mit .einer ringförmigen Austrittsöffnung versehene Strangpreßkopf insgesamt mit 1 bezeichnet. Der heiße -Kunststoff, der sich im plastischen Zustand befindet, wird aus der ringförmigen Öffnung oder Düse z.B. mit Hilfe einer Förderschnecke ausgepreßt, so daß das Rohr oder der Schlauch 2 aus Kunststoff entsteht. Ein Füllrohr 3, mittels dessen eine Flüssigkeit z. B. von einer Abgabeeinrichtung 4 aus zugeführt werden kann, erstreckt sich längs der Achse des Strangpreßkopfes 1. Längs der Außenseite des Füllrohrs erstreckt sich durch den Strangpreßkopf ein ringförmiger Kanal 15, der nach unten zu einem Punkt unterhalb des Strangpreßkopfes verläuft und einem noch zu erläuternden Zweck dient.

Unterhalb des Strangpreßkopfes 1 sind mehrere Formen 5 vorgesehen, von denen jede zwei Teile umfaßt, die so ausgebildet sind,' daß sie geöffnet und geschlossen werden können. In der Zeichnung erkennt man bei A, D und E je eine ,geöffnete Form, während die bei B und C dargestellten Formen geschlossen sind. Ist eine Form geschlossen, umschließt sie konzentrisch die Mittelachse des Strangpreßkopfes und des entstehenden stranggepreßten Rohrs. Die Hälften der Formen 5 sind mit einem hier nicht gezeigten Antriebsmechanismus verbunden, mittels dessen die Formhälften auf beiden Seiten der Längsachse des Strangpreßkopfes mit gleicher Geschwindigkeit nach unten bewegt werden können. In den Formhälften sind Kanäle 6 vorgesehen, die an der Innenfläche der Formhälfte münden, z. B. über enge Bohrungen oder die Poren eines porösen Teils; diese Kanäle können mit einer Saugleitung verbunden werden. Diese Verbindung kann mit Hilfe von Mundstücken oder Düsen 16 hergestellt werden, die an eine Saugleitung angeschlossen sind und jeweils im geeigneten Zeitpunkt mit den Kanälen 6 der beiden Hälften einer Form in Verbindung gebracht werden können. Die Verlagerung der Düsen, die zu diesem Zweck erforderlich ist, kann auch dazu benutzt werden, die Formhälften aufeinander zu zu bewegen, bis sie sich gegenseitig berühren.

Nachstehend wird die Wirkungsweise der dargestellten Anordnung beschrieben.

Gemäß der Zeichnung wird ein Rohrabschnitt, dessen Länge zur Herstellung einer Flasche ausreicht, bei A mit Hilfe des Strangpreßkopfes ausgepreßt. Die beiden Formhälften bewegen sich in Richtung auf das Rohr, wobei die Unterkanten 7 der Formhälften das untere Ende des Rohrs verschließen, während die oberen Ränder 8 der Formhälften scr-an dem Rohr angreifen, daß der Hals einer Flasche geformt wird. Der in den Kanälen 6 herrschende Unterdruck bewirkt, daß sich das Rohr an die Innenwand einer Form anlegt, so daß der Körper der Flasche durch eine Ausdehnung des Innenraums des betreffenden Rohrabschnitts die gewünschte Form annimmt. Damit die Erzeugung eines Unterdrucks innerhalb der Flasche und des ihr benachbarten Rohrabschnitts verhindert wird, wobei sich die Länge des Rohrabschnitts während des Strangpressens und der entsprechenden Abwärtsbewegung der Form allmählich vergrößert, wird atmosphärische Luft oder ein anderes Gas unter atmosphärischem Druck, das gegebenenfalls steril ist, über die Leitung 15 zugeführt; die Leitung 15 kann mit der Umgebungsluft in Verbindung stehen und z.B. an einen Sterilisator angeschlossen sein. Wenn der Kunststoff mit der Wand der Form in Berührung kommt, wird er bereits in einem gewissen Ausmaß abgekühlt. Eine sehr wirksame weitere Abkühlung wird durch die Flüssigkeit gewährleistet, die jetzt über die Leitung 3 in einer abgemessenen Menge zugeführt wird, um die Flasche zu füllen. Wenn die Form bei der Stellung A geschlossen worden ist, erstreckt sich das Füllrohr nahezu bis zum Boden der zu füllenden Flasche. Bewegt sich die Form nach unten, wird die Flüssigkeit mit einer solchen Geschwindigkeit zugeführt, daß der Flüssigkeitsspiegel annähernd in der Nähe des unteren Endes des Füllrohrs verbleibt, so daß ein Verspritzen der Flüssigkeit sowie eine Schaumbildung vermieden wird. Hat die Form die Stellung B erreicht, ist der Füllvorgang beendet, und auch die Abkühlung und Erstarrung des Flaschenkörpers ist abgeschlossen. Nunmehr wird der Hals der Flasche dadurch verschlossen, daß die Ränder 9 der nächsten Form 5 in der bei C gezeigten Weise an dem Rohr bzw. der Flasche angreifen, um die Öffnung am oberen Ende der Flasche zuzuschweißen und die fertige gefüllte Flasche von dem Rohrstrang zu trennen; zu diesem Zweck könnte man auch eine gesonderte Abtrenn- und Schweißeinrichtung 17 benutzen. Gleichzeitig kann die so geformte Flasche von der nächsten Flasche getrennt werden, und zwar entweder durch die nächste Form oder mit

Hilfe eines gesonderten Schneidorgans. Nunmehr befindet sich die betreffende Form in der Stellung D, in der sie geöffnet wird, so daß die Flasche mit Hilfe eines Förderbandes 10 abgeführt werden kann.

Wird die Flüssigkeit im sterilisierten Zustand zugeführt und wird das über die Leitung 15 zugeführte Gas ebenfalls sterilisiert, ist der Inhalt der geformten Flasche völlig steril, denn wegen der hohen Temperatur des stranggepreßten Rohrs, die z. B. 150 bis 250° C beträgt, ist auch das Rohr selbst steril. Diese Sterilität ist dann von erheblicher Bedeutung, wenn Getränke z.B. Milch oder Medikamente, z.B. ein Serum, in Flaschen abgefüllt werden sollen.

Die Flüssigkeiten, mit denen die Flaschen gefüllt werden, können dünn- oder zähflüssig sein oder sogar die Konsistenz einer Paste haben.

Wenn die Flüssigkeit nicht mit Luft in Berührung kommen soll oder wenn aus anderen Gründen eine besondere gasförmige Atmosphäre für die Flüssigkeit erwünscht ist, so ergeben sich hieraus keinerlei Schwierigkeiten, denn man kann die Leitung 15 dazu benutzen, an Stelle von Luft, z.B. Stickstoff, Sauerstoff oder ein anderes Gas unter atmosphärischem Druck zuzuführen.

Um die Formhälften zu betätigen, d. h. um die Formen zu öffnen und zu schließen und sie außerdem in der Richtung der Bewegung des Rohrs zu bewegen, kann man bekannte Mittel der verschiedensten Art vorsehen. Die Formhälften oder die zugehörigen Unterstützungen können z.B. gemäß der Zeichnung auf beiden Seiten durch Gestängeglieder 11 miteinander verbunden sein, so daß sie praktisch eine Kette bilden, die über antreibbare Kettenräder läuft. Um ein einwandfreies Schließen der Formen zu gewährleisten, kann man elastische Führungen vorsehen.

Als Kunststoffmaterial zur Herstellung von Flaschen, z. B. von Milchflaschen, hat sich Polyäthylen als am besten geeignet erwiesen. Versuche haben gezeigt, daß sich der Geschmack der Milch nicht verändert, wenn die Milch mit der noch heißen nahezu fertigen Flasche in Berührung gebracht wird. Ferner hat es sich gezeigt, daß das Hindurchleiten der Milch durch den sehr heißen Strangpreßkopf keine nachteiligen Einflüsse auf die Qualität der Milch hervorruft. Versuche, bei denen Milch in Flaschen aus Polyäthylen bei Raumtemperatur oder in einem gekühlten Raum einige Tage lang aufbewahrt wurde, haben gezeigt, daß die so verpackte Milch mindestens die gleiche Haltbarkeit besitzt wie Milch, die in den üblichen Glasflaschen aufbewahrt wurde.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum kontinuierlichen Formen, Füllen und Verschließen von Flaschen oder ähnlichen Behältern aus thermoplastischem Kunststoff mit Hilfe von Formteilen, die in zusammengesetzter Form mit dem aus einer Strangpreßvorrichtung nach unten austretenden Kunststoffschlauch mitbewegbar sind, und einem von oben in den Kunststoffschlauch bis in die geschlossene Form hineinragenden Füllrohr, dadurch gekennzeichnet, daß eine Reihe von mehrteiligen, umlaufenden Formen (5) vorgesehen ist, deren Formteile als vertikal "geteilte und beim Zusammenfügen den Kunststoffschlauch mit ihren Bodenteilen (7) verschließende Formhälften ausgebildet sind, welche Saugöffnungen (6) aufweisen, die beim Schließen der Formen an eine Unterdruckleitung (16) anschließbar sind, und daß das Füllrohr (3) in der Formenschließstation (A) mündet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Füllrohr (3) feststeht und kurz über der Stelle endet, an der die Formbodenteile (7) beim Zusammenfügen der Formhälften zusammentreffen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen