Vorrichtung zum Konditionieren von Behältern aus Kunststoff für ihre Ingebrauchnahme

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Konditionieren von Behältern aus Kunststoff für ihre Ingebrauchnahme, nämlich von solchen Behältern, insbesondere Ampullen, die in Behälterblöcken Seite an Seite an Trennlinien aneinander angeformt sind, an denen die Behälter zum Gebrauch voneinander abtrennbar sind.

Im Stand der Technik (DE 199 26 329 A1) sind Verfahren und Vorrichtungen zum Herstellen von Behältererzeugnissen aus Kunststoff bekannt. Zum Herstellen des jeweiligen Erzeugnisses wird ein Schlauch plastifizierten Kunststoffmaterials, wie Polyethylen oder Polypropylen, in eine Formeinrichtung hinein extrudiert, das eine Ende des Schlauches durch Verschweißen verschlossen und durch Erzeugen eines am Schlauch wirkenden pneumatischen Druckgradienten dieser aufgeweitet und zur Bildung des Behälters an die formgebenden Wände der Formeinrichtung, bestehend aus zwei gegenüberliegenden Einzel-Formteilen, angelegt. Bei der Durchführung des auf diesem technischen Gebiet bekannten bottelpack ^® -Verfahrens wird dann über einen entsprechenden Fülldorn der jeweilige Kunststoffbehälter steril innerhalb der Formeinrichtung befüllt und nach Abziehen des Füll- dornes anschließend hermetisch unter Bildung einer vorgebbaren Kopfgeometrie verschlossen, wobei für die Bildung des eigentlichen Kunststoffbehälters, in dem später das Fluid bevorratet ist, zwei Einzel-Formteile in

Form von Formgebungsbacken beispielsweise mittels hydraulischer oder elektrischer Antriebsmittel für den Erhalt einer Schließstellung aufeinander zu und in eine ihrer öffnungsstellungen voneinander weg gegenläufig bewegbar sind. Um hier zu sehr hohen Ausstoßraten an Behältererzeugnissen zu gelangen, ist in der DE 103 23 335 AI eine Mehrstationenanordnung beschrieben, bei der, durch das Aufteilen verschiedener Formgebungsschritte an verschiedene, auf einem fiktiven Kreisbogen hintereinander angeordnete Stationen eine Art Karussell-Anordnung geschaffen ist, die sehr hohe Taktfrequenzen für das auszustoßende Kunststoffgut ermöglicht. Dieses tritt bei derartigen Vorrichtungen entlang einer Herstellungslinie in Form einer Behälterkette aus, bei der eine Mehrzahl von Einzelbehältern Seite an Seite nebeneinander liegen. Die Weiterbearbeitung erfolgt in der Weise, dass in Fortsetzung der Herstellungslinie mittels einer Stanzeinrichtung aus der Behälterkette, insbesondere in Form eines Ampullengurtes, Behälterblöcke oder Ampullenblöcke ausgestanzt werden, die je Block eine für Versand und Gebrauch geeignete Anzahl von Einzelbehältern aufweisen, wobei vielfach Ampullenblöcke vorgesehen sind, die je fünf über Trennlinien miteinander verbundene Ampullen aufweisen.

Die Anordnung der Behälter, beispielsweise Ampullen, in Blöcken ist, was Verpackung und Versand anbelangt, zweckmäßig und vorteilhaft. Andererseits gestaltet sich jedoch die Ingebrauchnahme der Einzelbehälter oder Ampullen wenig benutzerfreundlich. Selbst wenn die Trennlinien innerhalb der Blöcke sorgfältig und dünnwandig gestaltet sind, ist das Abtrennen mühsam oder gar schwierig, insbesondere wenn es sich um ein verhältnismäßig steifes Kunststoffmaterial handelt, wie dies bei Behältern aus Polypropylen der Fall ist.

Im Hinblick hierauf liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrich- tung zur Verfügung zu stellen, die eine Konditionierung der Behälter derart ermöglicht, dass die Einzelbehälter oder die Ampullen für die Ingebrauch-

nähme einfach und bequem separierbar sind, trotzdem jedoch für Verpak- kung und Versand ein sicherer Verbund an den Trennlinien beibehalten ist.

Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe durch eine Vorrichtung gelöst, die die Merkmale des Patentanspruches 1 in seiner Gesamtheit aufweist.

Demgemäß sieht die Erfindung eine Vortrennstation vor, in die die Behälterblöcke in Transportschritten einfahrbar sind und in der für jede der Trennlinien der Blöcke ein Schwingmesser vorgesehen ist, mittels dessen an der jeweils betreffenden Trennlinie ein Vortrenneinschnitt gebildet wird. Je nach den Festigkeitseigenschaften des Kunststoffmaterials der Behälter wird die Länge des Vortrenneinschnittes relativ zur Gesamtlänge der Trennlinien so gewählt, dass für Verpackung und Versand ein sicherer Zusammenhalt durch die jeweils verbliebene Länge der Trennlinie beibehalten ist, das Se- parieren jedoch einfach und ohne großen Kraftaufwand durchführbar ist. Wegen der hohen Taktfrequenzen, die bei rationell arbeitenden Behälter- Herstellsystemen üblich sind, ist es anzustreben, dass pro Transportschritt möglichst viele Behälter in die Vortrennstation eingefahren werden, diese also so ausgelegt ist, dass eine entsprechend große Anzahl von Schwing- messern vorhanden ist, die für den Schneidvorgang angetrieben werden müssen. Angesichts des verhältnismäßig steifen Kunststoffmaterials, dies gilt insbesondere für Polypropylen, der dadurch erforderlichen hohen Schneidkraft und der entsprechend hohen Antriebsleistung, die für den gemeinsamen Antrieb der Schwingmesser erforderlich ist, muß die Antriebseinrich- tung übermäßig leistungsstark und mit zu hohem Bedarf an Bauraum ausgebildet werden, wenn eine größere Anzahl von Schwingmessern gleichzeitig ihren Schneidhub durchführen. Im Hinblick hierauf ist bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Anordnung so getroffen, dass die Schwingmesser mit dem gemeinsamen Antrieb in spezieller Weise so gekuppelt sind, dass Schneidhübe in zueinander zeitversetzter Abfolge stattfinden.

Durch die so erreichte zeitliche Lastverteilung läßt sich bei gegebener Antriebsleistung eine höhere Anzahl von Schwingmessern betätigen.

Diesbezüglich können bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform die Schwingmesser für einen auf einer Kreisbahn erfolgenden Schneidhub ihrer Schneidkante radial auskragend an einer gemeinsamen, mit einem Drehantrieb verbundenen Messerwelle angeordnet sein, an der für die zeitversetzte Abfolge der Schneidhübe zumindest ein Schwingmesser gegenüber zumindest einem weiteren Schwingmesser um einen Drehwinkel ver- setzt angebracht ist.

Wenn hierbei vorgesehen ist, dass pro Transportschritt mehr als ein Behälterblock in die Vortrennstation einfahrbar ist und hierbei für jeden mit den Vortrenneinschnitten zu versehenden Block eine Gruppe von Schwingmes- sern vorhanden ist, können diese vorzugsweise an der Messerwelle so orientiert sein, dass Vortrenneinschnitte gleichzeitig an mehr als einem Block stattfinden.

Bei für hohe Taktfrequenzen ausgelegten Vorrichtungen, bei denen pro Transportschritt drei Blöcke mit je fünf Ampullen in die Vortrennstation einfahrbar sind, kann die Anordnung mit Vorteil so getroffen sein, dass die je vier Schwingmesser jeder der Gruppen derart an der Messerwelle angeordnet sind, dass gleichzeitig jeweils vier Schwingmesser, die zu zwei verschiedenen Gruppen gehören, den Schneidhub durchführen. Dies führt nicht nur zu einer optimalen zeitlichen Verteilung der Drehmomentbelastung der Antriebswelle, sondern auch aufgrund der in Axialrichtung der Welle versetzten Einleitung der Schneidkraft zu einer günstigen Biegemo- mentbelastung der Antriebswelle.

Bei vorteilhaften Ausführungsbeispielen sind die Behälterblöcke mittels einer Transporteinrichtung von einer Eingabestation zur Vortrennstation und

aus dieser in eine für den Abtransport der mit Vortrenneinschnitten versehenen Behälterblöcke dienenden Abgabestation verfahrbar, wodurch die Möglichkeit des automatisierten Betriebes vom Extrudieren des Kunststoffmaterials bis zum Arbeitsschritt des Verpackens gegeben ist, indem die Ein- gabestation als Fortsetzung der Herstellungslinie unmittelbar der Stanzeinrichtung nachgeschaltet ist, in der die Behälterblöcke vom Behälterband ausgestanzt werden.

Vorzugsweise weist hierbei die Transporteinrichtung eine Führungsbahn auf, längs der ein Transportschieber bewegbar ist, der eine Einfassung für die zu transportierenden Behälterblöcke aufweist.

Hierbei kann die Anordnung so getroffen sein, dass der Transportschieber in der geradlinig verlaufenden Führungsbahn zwischen Eingabestation und Vortrennstation hin- und hergehend bewegbar ist.

Hierbei kann in der Vortrennstation eine Abhebeeinrichtung vorgesehen sein, durch die die Behälterblöcke für die Vortrenneinschnitte aus dem Transportschieber heraus in eine Trennposition aushebbar sind, der Trans- portschieber somit für die Rückbewegung in die Eingabestation freigemacht und dadurch für den nächsten Transportschritt bereit ist.

Für die mit den Vortrenneinschnitten versehenen Blöcke kann die Transporteinrichtung eine Förderbahn zur Verschiebung dieser Blöcke in die Ab- gabestation aufweisen, aus der die vorgeschnittenen Behälterblöcke beispielsweise mittels eines Ausgabeförderers mit quer zur Richtung der Förderbahn verlaufender Transportrichtung abgegeben werden.

Nachstehend ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels im einzelnen erläutert.

Es zeigen:

Fig.1 eine stark schematisch vereinfacht dargestellte Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrich- tung;

Fig.2 ebenfalls in stark schematisch vereinfachter Darstellung die

Draufsicht des in Fig.1 gezeigten Ausführungsbeispiels;

Fig.3 eine gegenüber Fig. 1 und 2 vergrößert dargestellte Schnittansicht entsprechend der Schnittlinie III - IM von Fig.1 und

Fig.4 eine annähernd in natürlichem Maßstab gezeichnete Seitenansicht eines Ampullenblocks im Fertigzustand, jedoch vor einer für die Ingebrauchnahme vorgenommenen Konditionierung.

Das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist eine Eingabestation 1 , eine Vortrennstation 3 und eine Abgabestation 5 auf. In der Eingabestation 1 befindet sich der Beginn einer Transporteinrichtung, mittels der entlang einer geradlinigen und horizontalen Führungsbahn 8 ein Transportschieber 7 verfahrbar ist. Dieser bil- det eine Einfassung 9 (s.Fig.2), die als Sitz dient, in dem nebeneinanderliegend drei Ampullenblöcke 11 mit je fünf Ampullen 13 aufnehmbar sind, um sie in Richtung des Pfeiles 15 von Fig.1 in die Vortrennstation 3 einzufahren. Die Fig.4 zeigt in Einzeldarstellung einen derartigen Ampullenblock 11 mit fünf Einzelampullen 13, die an Trennlinien 17 längs ihrer aneinan- derstoßenden Seitenränder aneinander angeformt sind.

Das gezeigte Ausführungsbeispiel der Vorrichtung bildet einen Fortsatz einer Behälter-Herstellungslinie, wobei sich die Vorrichtung an eine der Eingabestation 1 vorgeschaltete Stanzeinrichtung (nicht dargestellt) anschließt, in der die Ampullenblöcke 11 aus einem sog. Ampullengurt ausgestanzt werden, wie er beispielsweise nach dem bottelpack ^® -System hergestellt ist. Von der Stanzeinrichtung kommend werden die Blöcke 1 1 , wie mit Pfeil 19 in Fig.1 angedeutet, in den sich am Anfang der Führungsbahn 8 befindlichen Transportschieber 7 eingelegt, so dass sich in der Einfassung 9 drei nebeneinanderliegende Blöcke 1 1 befinden.

Nachdem der Transportschieber 7 mit den Blöcken 1 1 in die Vortrennstati- on 3 verfahren ist, werden die Blöcke 11 für die Durchführung der Vor- trenneinschnitte an den Trennlinien 17 aus der Einfassung 9 des Transportschiebers 7 ausgehoben und in ihre Trennposition gebracht, wie sie in Fig.3 dargestellt ist. Dies erfolgt mittels einer Abhebeeinrichtung, die Abhebeschienen 21 aufweist, die vom offenen Ende 23 des Schiebers 7 her und über in diesem befindliche bodenseitige öffnungen an der Unterseite der Ampullen 13 anliegen, um die Blöcke 11 aus der Einfassung 9 auszuheben. Zu diesem Zweck sind die Schienen 21 vertikal mittels einer Hubzylinder- einrichtung 25 bewegbar. Sobald die Blöcke 11 in die Trennposition ausgehoben sind und der Transportschieber 7 somit freigemacht ist, wird dieser aus der Vortrennstation 3 wieder in die Eingabestation 1 zurück verfahren, um für den nächstfolgenden Transportschritt wiederum drei Ampullenblök- ke 11 aufzunehmen.

Für die Durchführung der Vortren neinschnitte an den in der Trennposition befindlichen Blöcken 11 weist die Vortrennstation 3 eine der Anzahl der Trennlinien 17 entsprechende Anzahl von Schwingmessern 27 auf, von denen in der Zeichnung lediglich einige der in Fig.3 sichtbaren Schwing- messer 27 mit Bezugszahlen bezeichnet sind. Jedes Schwingmesser 27 weist eine Schneidkante 29 (nicht sämtliche beziffert) auf, die für den Vor-

trenneinschnitt auf einer Kreisbahn bewegt wird, indem die Schwingmesser 27 eine Schwenkbewegung durchführen. Zu diesem Zweck sind die Schwingmesser 27 an einer gemeinsamen Antriebswelle 31 angebracht, die mittels einer Antriebseinrichtung 33 drehbar ist. Bei dieser handelt es sich beim vorliegenden Beispiel um einen Zahnstangenantrieb, bei dem eine Zahnstange 35 hydraulisch, pneumatisch oder elektrisch hin und her bewegt wird und über ein Zahnritzel und eine Freilaufkupplung 37 (Fig.2) die Welle 31 antreibt.

Beim vorliegenden Beispiel, wo drei Blöcke 11 mit je fünf Ampullen 13 gleichzeitig in der Vortrennstation 3 in die Trennposition gebracht werden und somit zwölf Schwingmesser 27 an der Welle 31 angebracht sind, würde ein gleichzeitig erfolgender Vortrenneinschnitt an sämtlichen Trennlinien 17 zu einem sehr hohen Bedarf an Antriebsleistung für die Antriebswelle 31 führen, insbesondere dann, wenn die Ampullen 13 aus einem Kunststoffmaterial gebildet sind, das, wie beispielsweise Polypropylen, verhältnismäßig steif ist. Um dem abzuhelfen, ist bei der Erfindung die Anordnung so getroffen, dass die Schwingmesser 27 an der Antriebswelle 31 in spezieller Anordnung angebracht sind, nämlich in der Weise, dass die Schneidkan- ten 29 einiger Messer 27 gegenüber den Schneidkanten 29 anderer Messer 27 an der Welle 31 um einen Drehwinkel versetzt sind. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die Messer 27 entsprechend der drei Blöcke 1 1 in drei Messergruppen 41, 43 und 45 (Fig.1 und 2) angeordnet, die je vier Messer 27 umfassen. Dabei ist die Orientierung an der Welle 31 so ge- wählt, dass der Schnitt gleichzeitig jeweils durch vier Schneidkanten 29 erfolgt und dass hierbei jeweils Messer 27 zweier verschiedener Gruppen 41,43,45 beteiligt sind.

Wie der Vergleich der Fig.1 und 2 zeigt, kann hierzu die Verteilung der Drehpositionen so gewählt sein, dass, wie bei Fig.1 , die beiden mittleren Messer 27 der nebeneinanderliegenden Gruppen 41 und 43 gleich orien-

tiert sind. Fig.2 verdeutlicht eine Verteilung, bei der bei der Gruppe 41 die beiden außen liegenden Messer 27 und bei der Gruppe 45 die beiden innen liegenden Messer 27 die gleiche Orientierung an der Welle 31 aufweisen.

Aus Fig.3 läßt sich erkennen, dass bei der Drehbewegung der Welle 31 entgegen dem Uhrzeigersinn die Schneidkanten 29 auf einer Kreisbahn bewegt werden und dass dabei die radial am weitesten außen liegenden Enden der Schneidkanten 29 sich über einen Großteil der Länge der Ampul- len 13 bewegen, die radial äußersten Enden der Schneidkanten 29 jedoch aus der Ampullentrennlinie 17 austreten, bevor die gesamte Trennlinie 17 durchgeschnitten ist. Mit anderen Worten gesagt, bestimmt die radiale Länge der Schneidkanten 29, bezogen auf die Drehachse 31, und die Lage der Ampullen 13 in der Trennposition, die Länge des Vortrenneinschnittes, die jeweils so gewählt ist, dass die Ampullen 13 in den vorgeschnittenen Blökken 11 noch ausreichend verbunden sind, wie dies für Verpackung und Versand zweckmäßig ist, dass jedoch für die Ingebrauchnahme ein müheloses Separieren der Ampullen 13 möglich ist.

Nachdem der Transportschieber 7, der durch Ausheben der Blöcke 1 1 freigemacht ist, wieder zur Eingabestation 1 hin zurückbewegt wird und die Abhebeeinrichtung die vorgeschnittenen Blöcke 1 1 freigibt, indem die Abhebeschienen 21 nach unten versenkt sind, gelangen die vorgeschnittenen Blöcke 11 auf eine Förderbahn 47, wodurch sie in Richtung eines Pfeiles 49 von Fig.1 zur Abgabestation 5 gelangen. Zur endgültigen Ausgabe der vorgeschnittenen Blöcke 1 1 für Verpackung und Versand weist die Abgabestation 5 einen Ausgabeförderer 51 auf, der die Blöcke 11 mit quer zur Richtung der Förderbahn 47 verlaufender Transportrichtung, wie mit Pfeil 53 angedeutet, abgibt.