DE69801004T2

DE69801004T2 - Verfahren zum herstellen eines einteiligen kunststoffverschlusses

Info

Publication number: DE69801004T2
Application number: DE69801004T
Authority: DE
Inventors: Emilio Morini
Original assignee: Bormioli Rocco and Figlio SpA
Current assignee: Bormioli Rocco SpA
Priority date: 1997-06-20
Filing date: 1998-04-27
Publication date: 2002-03-14
Anticipated expiration: 2018-04-28
Also published as: CA2295198A1; IT1292751B1; BR9810188A; EP1007335A1; CA2295198C; ITMO970115A0; ITMO970115A1; ATE202518T1; PT1007335E; DE69801004D1; AU7232698A; EP1007335B1; WO1998058792A1; US6372167B1; GR3036727T3; ES2159953T3; DK1007335T3

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines einteiligen Verschlusses aus Kunststoffmaterial.
Verschlüsse des oben erwähnten Typ sind seit einiger Zeit im Gebrauch, und zwar als Verschlüsse von Flaschen für Wasser, Getränke und Flüssigkeiten allgemein. Kurz gesagt enthalten diese Verschlüsse eine Kappe zum Öffnen und Schliessen der Flasche, sowie eine Vorrichtung, allgemein ein Sicherheitsstreifen, um sich zu vergewissern, ob eine Flasche geöffnet worden ist oder nicht.
Die verhältnismässig niedrigen Kosten eines jeden dieser Verschlüsse und die sehr grosse Zahl von Verschlüssen, die verwendet werden, macht auch eine nur kleine Verbesserung bei deren Herstellung wichtig; Tatsächlich kann auch mit einer kleinen Verbesserung eine enorme Einsparung bei der Produktion erhalten werden.
Die Europäische Patentschrift EP-A-0 410 059 beschreibt ein Verfahren zum Erhalten von gepressten einteiligen Verschlüssen aus Kunststoffmaterial, welche auf einen Behälter aufschraubbar und mit einem Rand versehen sind, der sich an eine freie umlaufende Kante eines unteren Bereiches des Verschlusses anschliesst. Der untere Rand ist durch plastische Verformung eines Verbindungsbereiches zwischen dem Rand und dem unteren Bereich des Verschlusses zum Inneren des Verschlusses selbst hin gebogen.
Ein eingeführtes Herstellungsverfahren für diese Verschlüsse ist das Pressformen, welches aus dem Einlegen eines Stückes von Kunststoffmaterial in die Matrize einer Form besteht, sowie aus dem Verformen des Materials mit Hilfe eines Dorns, welcher in die Matrize eindringt und das Material zwingt, jeden Raum zwischen dem Dom und der Matrize auszufüllen, welcher Raum natürlich die Form eines fertigen Verschlusses hat.
Einteilige Kunststoffverschlüsse werden auf diese Weise hergestellt, welche in der einfachsten und wirtschaftlichsten Ausführung zur Benutzung bereit sein können, sobald sie geformt sind, während bessere und zuverlässigere Ausführungen weitere Bearbeitungsphasen erfordern.
Diese Technologie hat den Vorteil, dass die Matrizen eher einfach sind und beispielsweise auch in rotierenden Maschinen benutzt werden können, welche eine grosse Anzahl von Matrizen und Dornen enthalten; diese Maschinen sind ausgesprochen schnell und können eine hohe Produktionsgeschwindigkeit erreichen.
Der Nachteil dieser Technologie ist der, dass zum Herstellen von besser verarbeiteten und zuverlässigeren Verschlüssen weitere Bearbeitungsphasen erforderlich sind, welche die Produktionszeiten zum Nachteil der Produktionsgeschwindigkeiten, das heisst der Produktivität, verlängern.
Der Hauptzweck der vorliegenden Erfindung ist das Vorschlagen eines Verfahrens zum Herstellen von Kunststoffverschlüssen, welches die Produktionszeiten verringert, und somit auch die Kosten, und welches gleichzeitig Verschlüsse von hoher Zuverlässigkeit produziert.
Dieser Zweck ist erreicht durch das Verfahren nach der Erfindung, wie es in den nachstehenden Ansprüchen gekennzeichnet ist.
Weitere Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen deutlicher aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung der verschiedenen Phasen des Verfahrens hervor, die rein als ein nicht begrenzendes Beispiel in den Abbildungen der beiliegenden Zeichnungen dargestellt sind, von denen
- Abb. 1 ein schematischer teilweiser Schnitt in vertikaler Erhebung eines Verschlusses ist, wie er sich nach der Pressphase zeigt;
- Abb. 2 ist ein schematischer teilweiser Schnitt in vertikaler Erhebung eines Verschlusses, wie er sich nach der Umbiegungsphase zeigt;
- Abb. 3 ist ein schematischer teilweiser Schnitt in vertikaler Erhebung eines eingeschnittenen Verschlusses; mit einer schematischen Darstellung eines Schneidmessers und einigen Einschnitten;
- Abb. 4 ist eine teilweise schematische Ansicht eines Verschlusses von oben, mit einer schematischen Darstellung eines Schneidmessers.
Das Verfahren nach der Erfindung enthält eine Pressphase, in welcher ein Kunststoffmaterial gepresst wird, um einen einteiligen Verschluss 1 zu erhalten, welcher normalerweise auf einen Behälter aufschraubbar ist, beziehungsweise welcher direkt während der Pressphase mit einem Innengewinde versehen werden kann. Der Verschluss ist ebenfalls mit einem Rand 2 versehen, angeschlossen an die freie umlaufende Kante 1b des unteren Bereiches 1a des Verschlusses. Der Rand wird direkt während der Pressphase hergestellt. Um ein leichtes Herausziehen des Dorns aus der Matrize zu ermöglichen, ist der Rand in einer leichten Schrägstellung ausgelegt, der im Verhältnis zu der Seitenwand des Verschlusses selbst zu dessen Innerem hin geneigt ist. Diese Darstellung ist mit Hilfe eines Beispiel in Abb. 1 gezeigt.
Der so erhaltene Verschluss hat eine ziemlich gleichmässige Breite und weist keine leicht brechbaren Bereiche auf, welche allgemein die sind, die zu Problemen in den Matrizen, zu konstruktiven Schwierigkeiten bei den Matrizen selbst und zu einem hohen Prozentsatz an Ausstoss bei der Produktion führen. Der Rand wird dann einer Phase des Umbiegens zum Inneren des Verschlusses hin unterzogen; diese Umbiegephase wird vorzugsweise mit Hilfe des Einschiebens von unten her und in axialer Richtung eines kalibrierten Dorns (hier nicht gezeigt) in den Verschluss erreicht. Während dieser Phase wird eine plastische Verformung in dem Verbindungsbereich 3 zwischen dem Rand 2 und dem unteren Bereich 1a des Verschlusses erzeugt, wobei diese Verformung dauerhaft gemacht wird, zum Beispiel durch Umbiegen des Randes nach innen.
Nach Vervollständigung dieser Phase weist der Verschluss die Darstellung wie in Abb. 2 auf. Der auf diese Weise umgebogene Rand hat die Aufgabe, sich mit dem Hals eines Behälters zu verbinden, zum Beispiel eine Wasserflasche, wobei die Hälse normalerweise einen lippenförmigen Vorsprung aufweisen, unter welchem der Rand aufgenommen wird.
Erhebliche Komplikationen bei der Konstruktion der Matrizen können vermieden werden durch die Anwendung dieses Herstellungsverfahrens. Abgesehen von den höheren Kosten führen die nach der bekannten Technik hergestellten Matrizen zu einer niedrigeren Produktionsgeschwindigkeit und somit zu einer geringeren Produktivität.
Ein Einschnitt wird in dem unteren Bereich des Verschlusses ausgeführt, und zwar durch das radiale Einschieben von horizontalen Messern 4a und vertikalen Messern 4b, beide versehen mit geformten Schneidkanten; während dieser Phase werden in dem unteren Bereich Einschnitte 5a, 5b praktiziert, welche Einschnitte von einer bestimmten Form und Grösse sowie normalerweise unterbrochen sind. Diese Einschnitte bilden die leicht brechbaren Bereiche, die dazu bestimmt sind, beim erstmaligen Öffnen des Verschlusses aufzubrechen. Nach der Schneidphase bleiben die Teile, die geschnitten wurden, mit dem Verschluss verbunden, und zwar dank der Unterbrechungen 8 der Einschnitte.
Die unterbrochenen Schnitte werden durch ein leichtes Verfahren erhalten, welches darin besteht, dass in die Messer Vertiefungen geformt werden, die den Unterbrechungen 8 der Einschnitte entsprechen. Insbesondere ist das vertikale Messer 4b mit geformten Schneidkanten versehen, und zwar auf solche Weise, dass vertikale Schnitte 5b sei es in der Seitenwand des Verschlusses wie auch an dem umgebogenen Rand erhalten werden.
In konstruktiver Hinsicht können die betrieblichen Eigenschaften, die für die Schneidphase angegeben wurden, zum Beispiel durch Verwendung einer kontinuierlich rotierenden Maschine erhalten werden, welche eine mit hier nicht gezeigten Klemmbacken ausgestattete Arbeitsstation hat, um die Messer zu halten, und welche einen jeden Verschluss bei seiner Ankunft greifen, während sie sich in radialer Richtung im Verhältnis zu dem Verschluss bewegen.
Die horizontalen Schnitte 5a können vorteilhafterweise mit nicht eingeschnittenen Bereichen 6 abgewechselt werden, so dass, wenn der Verschluss zum erstenmal geöffnet wird, der untere Bereich des Verschlusses, welcher den Sicherheitsstreifen bildet, an den Unterbrechungen 8 bricht, aber mit dem verbleibenden Teil des Verschlusses an den nicht eingeschnittenen Bereichen verbunden bleibt. Dies ist besonders interessant in Bezug auf das Problem der Wiedergewinnung des Behälters.
Da die Umbiegephase des Randes und die Schneidphasen auf solche Weise durchgeführt werden, dass sich die Werkzeuge, die das Umbiegen und das Schneiden ausführen, nicht gegenseitig behindern, können die beiden Arbeitsgänge gleichzeitig durchgeführt werden, zum Beispiel an einer einzelnen Station einer kontinuierlich rotierenden Maschine, und zwar mit einer offensichtlichen Erhöhung der Verfahrensgeschwindigkeit. Diese Arbeitsweise ist ebenfalls besonders vorteilhaft, da saubere und sichere Einschnitte ausgeführt werden können, ohne das Risiko einzugehen, dass die den Schneidvorgang ausführenden Messer beschädigt werden. Das Messer, das zum Ausführen sauberer Einschnitte die äussere Oberfläche des Verschlusses ganz durchschneiden muss, wobei es in das Innere des Verschlusses eindringt, wenn es durchgeschnitten hat, trifft entweder auf den Rand 2 (zum Beispiel ein weiches Material), wo der Rand höher ist als der ausgeführte Schnitt, oder auf einen hohlen Bereich, wo der Rand tiefer ist als der Schnitt. In beiden Fällen kommt das Messer niemals mit harten Materialien in Kontakt, so wie es für den Dorn zum Umbiegen des Randes oder für jede interne Anschlagfläche verwendet wird, die das Verbiegen der Wand des Verschlusses im Augenblick des Schneidens verhindert.
Diese Phasen können leicht aufeinanderfolgend durchgeführt werden, zum Beispiel unter Benutzung von zwei aufeinanderfolgenden Stationen einer kontinuierlich rotierenden Maschine.
Das Verfahren nach der Erfindung hat nicht den Zweck, einen neuen Typ von Verschluss vorzuschlagen, sondern bietet ein neues Herstellungsverfahren für Verschlüsse, ob von bekanntem oder von neuem Typ, dessen typische Eigenschaft ist, dass es eine Folge von Arbeitsphasen vorsieht, von denen einige einzeln bekannt sind, und die eine Reihe von zu erhaltenden Vorteilen ermöglichen, wie: eine Erhöhung der Produktivität der Maschine für die Verschlüsse, mit entsprechender Reduzierung der Produktionskosten; eine sehr hohe Arbeitsgenauigkeit, die zu weniger ausgestossenen Teilen führt; mehr Einfachheit beim Aufsetzen der Verschlüsse auf die Behälter und eine grössere Leichtigkeit für den Verbraucher beim Öffnen des Behälters; Vermeidung von Teilen des Verschlusses, welche beim Öffnen, wenn mit den bekannten Verfahren hergestellt, an dem Hals des Behälter hängen bleiben, und zwar mit einer daraus sich ergebenden Reduzierung der Probleme, die mit der Wiedergewinnung der Behälter zusammenhängen.

Claims

1. Verfahren zum Herstellen eines einteiligen Kunststoffverschlusses, enthaltend folgende Phasen:

- Pressformen eines Kunststoffmaterials, um einen einteiligen Verschluss (1) von einem Typ zu erhalten, der auf einen Behälter aufschraubbar ist, und welcher mit einem Rand (2) versehen ist, verbunden mit einer freien umlaufenden Kante (1b) eines unteren Bereiches (1a) des Verschlusses;

- Umbiegen des Randes (2) nach innen des Verschlusses (1), welches Umbiegen durch die plastische Verformung eines Verbindungsbereiches (3) zwischen dem Rand (2) und dem unteren Bereich des Verschlusses erhalten wird;

- Schneiden des unteren Bereiches des Verschlusses mit Hilfe des Einführens von radial ausgerichteten Messern (4a, 4b), so dass in dem genannten unteren Bereich eine Anzahl von Einschnitten (5a, 5b) von bestimmter Form und Grösse erhalten wird.

2. Verfahren nach Patentanspruch 1, bei welchem die genannte Umbiegungsphase des Randes (2) durch das Einschieben eines kalibrierten Dorns in den Verschluss von unten her und in axialer Richtung gleitend erhalten wird:

3. Verfahren nach Patentanspruch 2, bei welchem die genannte Umbiegungsphase und die genannte Schneidphase gleichzeitig ausgeführt werden.

4. Verfahren nach Patentanspruch 1, bei welchem die genannte Schneidphase ausgeführt wird, indem horizontale Messer (4a) und vertikale Messer (4b) verwendet werden, welche mit geformten Schneidkanten versehen sind, um unterbrochene Einschnitte (5a, 5b) zu erhalten.

5. Verfahren nach Patentanspruch 4, bei welchem die vertikalen Messer (4b) mit geformten Schneidkanten versehen sind, so dass die Schneidphase an dem genannten unteren Bereich des Verschlusses sei es die Seitenwand des Verschlusses wie auch den umgebogenen Rand mit einbezieht.

6. Verfahren nach Patentanspruch 4, bei welchem die horizontalen Messer (4a) mit geformten Schneidkanten versehen sind, so dass die Schneidphase horizontale Einschnitte (5a) vorsieht, welche sich mit nicht geschnittenen Bereichen (6) abwechseln.