DE1285169B

DE1285169B - Vorrichtung zum Herstellen von becher- oder schalenfoermigen Behaeltern aus einer Kunststoff-Folienbahn

Info

Publication number: DE1285169B
Application number: DE1964R0039172
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1964-11-04
Filing date: 1964-11-04
Publication date: 1968-12-12

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Herstellen von becher- oder schalenförmigen Formlingen aus einer Kunststoff-Folienbahn, die, auf den Rand einer Hohlform bzw. eines Rahmens aufgespannt, durch Wärmeeinwirkung plastifiziert und unter Anwendung von pneumatischen und gegebenenfalls von mechanischen Mitteln verformt wird, wobei in der Hohlform Öffnungen zur Vakuumführung und Entlüftung vorgesehen sind.
Die Anforderungen, welche an die bekannten Verformungswerkzeuge gestellt werden, sind im wesentlichen die, daß die plastifizierte Folie während der Verformung zunächst mit dem Vorstreckstempel und dann nach und nach mit den Formwandungen Kontakt bekommt, um nach beendeter Verformung möglichst schnell abzukühlen. Dies sind an sich widersprüchliche Vorgänge, denn zur Abkühlung der Folie sollte die Form möglichst kalt sein, während sie für die eigentliche Verformung möglichst so warm sein muß, daß Folienpartien während der Verformung nicht abgeschreckt werden. Gerade hierdurch entstehen Formlinge mit unterschiedlichen Wandstärken, da einzelne Partien wärmer als andere sind, so daß sie unterschiedlich an der Verformung beteiligt sind.
Das Problem, diese an sich widersprüchlichen Vorgänge zu harmonisieren, besteht in einer ausreichenden Entlüftung der Hohlform, um durch hohe Verformungsgeschwindigkeiten die Abkühlung einzelner Folienpartien zu vermeiden. So ist z. B. eine Hohlform bekanntgeworden, bei der im Übergangsbereich zwischen Boden und Wand ein Ringspalt angeordnet ist, der über Kanäle und Bohrungen mit einer vakuumführenden Rohrleitung verbunden ist.
Es ist einzusehen, daß die Formungsgeschwindigkeit durch diese Maßnahmen erheblich beeinträchtigt wird, da die im Formnest befindliche Luft nicht schnell genug entweichen kann, um die geschilderten Nachteile zu vermeiden. Hinzu kommen durch die Kanäle und Leitungen weitere Strömungswiderstände.
Andererseits sind der Größe der unveränderlichen Entlüftungsquerschnitte enge Grenzen gesetzt, damit sich die Kanten dieser Öffnungen nicht am Formteil abzeichnen oder gar die Folie in die Öffnungen hineingezogen wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eineVorrichtung zur Herstellung von becher- oder schalenförmigen Formlingen aus einer Kunststoff-Folienbahn zu schaffen, die sich infolge einer extrem hohen Formungsgeschwindigkeit bzw. einer extrem kurzen Formungszeit durch eine gleichmäßige Wandstärkenverteilung beim Formling auszeichnet.
Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß in der Hohlform statt der an sich kann~ ten Öffnungen mindestens eine Öffnung mit einer variierbaren Spaltweite vorgesehen ist, die nach einer bevorzugten Ausführung der Erfindung so beeinflußbar ist, daß sie bei Einleitung der Verformung ihre größte und bei beendeter Verformung ihre kleinste Spaltweite erreicht.
Damit ist es möglich, dem Ringspalt über den größten Teil des Verformungsvorganges einen Öffnungsquerschnitt zu geben, der gegenüber dem unveränderlichen Öffnungsquerschnitt der bekannten Form um ein Vielfaches größer ist.
Erst im letzten Abschnitt der Verformung wird der variable Ringspalt stetig kleiner, bis er im Endzustand nur noch die Breite eines Ringspaltes der bekannten Hohlform aufweist.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, -daß die Entlüftung durch den variablen Ringspalt nicht über Kanäle und Rohrleitungen, sondern direkt ins Freie erfolgt. Durch diese Verringerung der Strömungswiderstände sind extrem kurze Formungszeiten in Verbindung mit einer gleichmäßigen Wandstärkenverteilung gewährleistet.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sind der Zeichnung und der folgenden Beschreibung zu entnehmen, und zwar zeigt F i g. 1 ein Formwerkzeug zum Herstellen von konischen Bechern vor dem Verformen mit einer für Vakuum und Entlüftung gemeinsamen Leitung im Längsschnitt, F i g. 2 den Ausschnitt eines Formwerkzeuges mit eingesetztem Formling in vergrößertem Maßstab im Längs schnitt und Fig. 3 ein Formwerkzeug mit für Vakuum und Entlüftung getrennten Leitungen im Längsschnitt.
Das Formwerkzeug 1 besteht im wesentlichen aus einem zweiteiligen Gehäuse mit einem auf der Grundplatte 2 lösbar befestigten Gehäusekranz 2 a. Das zusammengesetzte Gehäuse weist innen im unteren Bereich eine Ringnut 3 auf, in welcher eine aus einem Bodeneinsatz 4 a und einem Manteleinsatz 4 b bestehende Hohlform 4 eingespannt ist. Der bis an die Unterkante der Innenfläche des Manteleinsatzes 4 b hochgezogene Bodeneinsatz 4a ist mit einer bis an den Manteleinsatz4b reichenden, ventilartigen Öffnung S versehen, in der eine ventilartige Bodenplatte 6 verschiebbar geführt ist Die Verschiebbarkeit ist derart, daß die Bodenplatte 6 in der Offenstellung in das Innere der Hohlform 4 hineinragend einen etwa 4 mm breiten Spalt 7 a bildet, der in der Schließstellung auf einen nur 0,1 bis 0,2 mm schmalen Ringspalt 7 b reduziert wird. Die Bodenplatte 6 sitzt auf einer zentral im Formwerkzeug 1 angeordneten Stange 8, deren axiale Verschiebung von außen mittels einer Kontermutter 9 einstellbar ist. Die Offenstellung der Bodenplatte 6 wird durch eine Druckfeder 10 aufrechterhalten. Selbstverständlich kann an Stelle eines mechanischen Druckes die Bodenplatte 6 auch pneumatisch beaufschlagt oder sogar mittels eines Gestänges bewegungsgesteuert werden. Im oberen Teil des Formwerkzeuges 1 ist deutlich ein Übergang zwischen dem Gehäusekranz 2 a und dem Manteleinsatz 4 b zu erkennen, der durch einen etwa 0,1 bis 0,2 mm schmalen Ringspalt 11 charakterisiert ist.
Ein ebenso schmaler Ringspalt 12 besteht zwischen dem Boden- und Manteleinsatz 4a und 4 b, die beide in ihrer Größe unveränderlich sind. Wichtig ist, daß die lhngspalten ll und uns 12 sowie auch die hinsichtlich ihrer Spaltgröße veränderliche Ringspalte 7 b so angeordnet sind, daß sie den Kanten des Formlings 13 genau gegenüberliegen. Die Ringspalten 7, 11 und 12 setzen sich über Kanäle 14, 15 und 16 bzw. Bohrungen 17, 18, 19 und 20 bis an die Unterseite des Formwerkzeuges 1 fort. Dabei können die von allen oder nur von den Ringspalten 11 und 12 ausgehenden Kanäle in eine von außen in die Bohrung 19 hineinreichende Rohrleitung 21 einmünden, wobei in einem Fall der Ringspalt 7 über die Bohrung 20 unmittelbar mit der Außenluft in Verbindung gebracht wird.
Gemäß F i g. 3 befindet sich an der Unterseite der Bodenplatte 6 eine Dichtung 22, die den oberen Öffnungen für die Entlüftungsbohrungen20 genau gegenüberliegt. Sind mehrere Entlüftungsbohrungen 20 in der Grundplatte 2 eingelassen, kann die Dichtung 22 zweckmäßig als Ring ausgebildet sein.
Das Formwerkzeug 1 kann als Einzelaggregat stationär angeordnet oder auch mit anderen Werkzeugen vereinigt an einer hin- und hergehenden oder umlaufenden Bewegung teilnehmen, wobei die an den Rändern festgehaltene und durch Erwärmen in einen plastifizierten Zustand gebrachte Folienbahn so über die öffnung des Formwerkzeuges 1 transportiert wird, daß die Oberkante des Formwerkzeuges 1 von der Folie bedeckt ist. Mit dem Absenken des Vorstreckstempels geht die Evakuierung und Entlüftung der Hohlform 4 vor sich, wobei sich die Folie sowohl an die Innenwand des Manteleinsatzes 4 b als auch an die Bodenplatte 6 anlegt, die ihrerseits durch den atmosphärischen Luftdruck gegen die Kraft der Druckfeder 10 nach unten in die in F i g. 2 gezeigte Schließstellung gedrückt wird. Zu Beginn der Verformungsarbeit stehen außer den Ringspalten 11 und 12 für die Bildung eines Unterdrucks auch der breite Spalt 7 a zur Evakuierung und Entlüftung der Hohlform 4 zur Verfügung, so daß nicht nur die durch Stempel und Folie in der Hohlform verdrängte Luft rasch abziehen, sondern sich auch ein kräftiges Vakuum aufbauen kann, das für eine exakte Formgebung des Behälters 23 mit betont scharfen Kanten verantwortlich ist.
Die Ausführungsform eines Formwerkzeuges 1 gemäß F i g. 3 ermöglicht eine besonders schnelle Umformung der Folie, da die Entlüftung über den breiten Spalt 7 a und mehrere entsprechende Bohrungen 20 ohne Leitungswiderstände direkt nach außen erfolgen kann. Hierbei legt sich in der Schließstellung die Bodenplatte 6 mit ihrer Dichtung 22 auf die Öffnungen der Entlüftungsbohrungen 20. Damit wird lediglich eine vorübergehende Ausschaltung einer für die Vakuumführung schädlichen Nebenluftöffnung bewirkt. Eventuell noch verbleibende Luftreste werden mit dem beginnenden Vakuum über die Rohrleitung 21 abgesaugt.
Nach dem Abkühlen und der damit verbundenen Stabilisierung des Formlings 13 wird der Unterdruck aufgehoben und die Hohlform zur Entnahme des Formlings 13 belüftet. Dabei wird die entweder bewegungsgesteuerte oder z. B. durch die Druckfeder 10 beeinflußbare Bodenplatte 6 unter gleichzeitigem Loslösen und Anheben des Formlingsl3 bis in ihre Offenstellung angehoben, so daß der Formling 13 der Hohlform 4 leicht entnommen werden kann.
Mit den großen Öflnungsquerschnitten in der Hohlform 4 ist die Voraussetzung für eine schnelle Verformung der Folie und damit für eine hohe Ausstoßleistung geschaffen, wobei die Folie in ihrem gesamten Verformungsbereich bei gleichbleibender Wandstärke verformt wird, da infolge der hohen Formungsgeschwindigkeit (1/25 sek) keine Beeinflussung durch die kalte Form erfolgen kann.

Claims

Patentansprüche: 1. Vorrichtung zum Herstellen von becher-oder schalenförmigen Formlingen aus einer Kunststoff-Folienbahn, die, auf den Rand einer Hohlform bzw. eines Rahmens aufgespannt, durch Wärmeeinwirkung plastifiziert und unter Anwendung von pneumatischen und gegebenenfalls von mechanischen Mitteln verformt wird, wobei in der Hohlform Öffnungen zur Vakuumführung und Entlüftung vorgesehen sind, d a d u r c h g ekennzeichnet, daß in der Hohlform (4) außer den an sich bekannten Öffnungen (11, 12) mindestens eine Öffnung mit einer variierbaren Spaltweite (7) vorgesehen ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung aus einem variierbaren Ringspalt (7) besteht, der durch den Verformungsvorgang derart beeinflußbar ist, daß er bei Einleitung der Verformung seine größte und bei beendeter Verformung seine kleinste Spaltweite erreicht.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in einem aus einer Grundplatte (2) und einem Gehäusekranz (2 a) bestehenden Gehäuse eine aus mehreren Einsätzen (4 a, 4 b) gebildete Hohlform (4) angeordnet ist, in der die Ringspalte (7, 11 und 12) an den Übergängen zwischen Gehäusekranz (2 a) und Einsatz (4 b) und den Einsätzen (4 a, 4 b) untereinander eingelassen sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringspalte (7, 11 und 12) derart angeordnet sind, daß sie den Kanten des Behälters (13) genau gegenüberliegen.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringspalte (7, 11 und 12) über Kanäle (14 bis 16) bzw. Bohrungen (17 bis 20) mit einer von außen durch die Grundplatte (2) hindurchgelegten vakuumführenden bzw. zur Entlüftung dienenden Rohrleitung (21) verbunden sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Entlüftung getrennt von der Vakuumführung erfolgt.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlformeinsätze aus einem Boden- und Manteleinsatz (4 a und 4 b) bestehen, die beide in einer durch Zusammenfügen der Grundplatte (2) und des Gehäusekranzes (2 a) gebildeten Ringnut (3) eingelassen sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Bodeneinsatz (4 a) mit einer bis an den Manteleinsatz (4 b) reichenden ventilartigen Öffnung (5) versehen ist, in der eine in der Grundplatte (2) gelagerte ventilartige Bodenplatte (6) verschiebbar geführt ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenplatte (6) gegenüber dem Bodeneinsatz (4 a) derart verschiebbar ist, daß sie in der Offenstellung in das Innere der Hohlform (4) hineinragend einen breiten Spalt (7a) zur Öffnung (5) bildet, der in der Schließstellung auf einen schmalen Ringspalt (7 b) reduzierbar ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenplatte (6) bewegungssteuerbar ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenplatte (6) mechanisch oder pneumatisch beeinflußbar ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenplatte (6) an ihrer Unterseite eine Dichtung (22) aufweist, mit der sie in der Schließstellung die Entlüftungsöffnungen (20) abdeckt.
13. Vorrichtung nach Anspruch 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Hub der Bodenplatte (6) so bemessen ist, daß sie bei der Aufwärtsbewegung den Formling (13) aus der Hohlform (4) loslöst und anhebt.