DE1290707B

DE1290707B - Vorrichtung zum Verformen thermoplastischer Kunststoffolien-Bahnen

Info

Publication number: DE1290707B
Application number: DER31590A
Authority: DE
Original assignee: GUENTHER DIPL ING
Current assignee: GUENTHER DIPL ING
Priority date: 1961-12-01
Filing date: 1961-12-01
Publication date: 1969-03-13
Also published as: US3314110A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Verformen thermoplastischer Kunststoffolien-Bahnen, bestehend aus einer allseitig geschlossenen und ständig unter Vakuum stehenden umlaufenden Trommel, die als Halterung für die Form dient, gegen welche die zu verformende Folienbahn unter der Einwirkung des im Trommelinnern herrschenden Vakuums über in dem Trommelmantel vorgesehene Ansaugöffnungen auf einen Abschnitt des Trommelumfangs zur Anlage gebracht wird, wobei Mittel vorgesehen sind, um die Folienbahn im Bereich der Form auf die Verformungstemperatur zu erhitzen und nach Beendigung der Verformung gegebenenfalls wieder abzukühlen.
Das Innere der umlaufenden Saugtrommel wird hierbei unter Vakuum gehalten, und die Ansaugöffnungen der Formen werden auf jeweils einem bestimmten Abschnitt ihrer Umlaufbahn mit dem Trommelinnern verbunden. Eine nach diesem Grundprinzip arbeitende Maschine ist bekannt aus der USA.-Patentschrift 2 387 747, in der ein kontinuierlich arbeitendes Doppeltrommel-Aggregat beschrieben ist. Bei dieser bekannten Maschine sind zur Aufrechterhaltung bzw. Steuerung des für den Tiefziehprozeß erforderlichen Vakuums auf dem gewünschten Teil des Trommelumfangs im Aufbau sehr umständliche und infolgedessen in der Herstellung auch entsprechend teuere Mittel erforderlich. Diese Mittel bestehen aus einer jeweils in einer Stirnseite der Trommeln angeordneten, sorgfältig geschliffenen Ventilplatte, die vakuumdicht gegen die Trommel anliegt. Da es sehr schwierig ist, die Anlage der Ventilplatten auf längere Zeit sicherzustellen, ergibt sich zu den erwähnten hohen Herstellkosten noch eine größere Störanfälligkeit der Maschine.
Ferner ist eine nach diesem Grundprinzip arbeitende Maschine aus der österreichischen Patentschrift 207109 bekannt, bei der die am Umfang mit Saugöffnungen versehene Trommel drehbar auf einer mit den Verteilerleitungen versehenen Walze gelagert ist.
Beim Drehen der Trommel gleiten die Ansaugöffnungen über die in der Walzenoberfläche befindlichen Verteilerkanäle, wodurch die Saugöffnungen abwechselnd an Unterdruck und an Überdruck angeschlossen werden. Auch bei dieser Bauart ist es sehr schwierig, eine gute Abdichtung der Trommellauffläche auf der Verteilerwalze sicherzustellen, dies um so mehr, als die Trommel im Betrieb Wärmedehnungen erfährt.
Gemäß dieser Erfindung werden diese Nachteile dadurch vermieden, daß jeweils einer Reihe oder einer Gruppe von Ansaugöffnungen ein mit der Trommel umlaufendes Umschaltventil zugeordnet ist, das derart einerseits mit der Atmosphäre verbunden ist und andererseits mit der Form sowie mit dem Trommelinnern, daß die Ventile beim Umlauf - von einer feststehenden Steuerscheibe betätigt - nacheinander die Form mit der Atmosphäre und mit dem Vakuum im Trommelinnern verbinden.
Vorteilhaft bestehen die Umschaltventile jeweils aus entgegengesetzt zueinander gerichteten und unter dem Druck einer gemeinsamen Feder stehenden Tellerventilen, die auf dem von der feststehenden Steuerscheibe betätigten Stößel verschiebbar geführt und von diesem nacheinander schaltbar sind. Hierbei ist ebenfalls vorteilhaft der Ventilstößel mittels einer in seinem Innern in Längsrichtung angeordneten Druckfeder an die Steuerscheibe andrückbar.
Um Seitenkräfte, die von der Steuerscheibe aul den Stößel übertragen werden könnten, von diesem fernzuhalten, sind zwischen der Steuerscheibe und den Ventilen schwenkbare Laschen vorgesehen, derart, daß die Ventilstößel mittelbar über die Laschen betätigt werden.
Weitere Einzelheiten der Erfindung sind an Hand eines Ausführungsbeispiels beschrieben, das in der Zeichnung dargestellt ist. Dabei zeigt F i g. 1 einen Querschnitt durch die Trommel, F i g. 2 einen mittleren Längsschnitt durch die Maschine, F i g. 3 ein Umschaltventil im Längsschnitt und F i g. 4 eine Ansicht in Pfeilrichtung A der F i g. 3.
Der in Fig. 1 dargestellten Verformungstrommel 1, die von nicht dargestellten Mitteln angetrieben ist (Mittel nicht dargestellt), wird die zu verformende Folienbahn 2 über eine Umlenkrolle 3 zugeführt und nach Umlauf über einen größeren Bereich des Trommelumfangs durch die Umlenkrolle 4 wieder abgenommen. Durch noch näher zu beschreibende Mittel wird die Folie durch Vakuum an die Trommeloberfläche angesaugt. Mit geringem Abstand von der Trommeloberfläche sind Heizstrahler 5 vorgesehen, durch die die Folie erhitzt wird, so daß sie sich unter der Einwirkung des Vakuums verformen kann. Nach erfolgter Verformung wird bei 6 Kühlluft auf die Folie geblasen, um eine rasche Erstarrung zu erzielen.
Der Aufbau der Trommel ist folgender: In dem Maschinengestell 7 ist eine feststehende hohle Welle 8 angeordnet, auf der drehbar die als Träger der Trommel dienende Stirnwand 9 gelagert ist. Die Trommel wird im übrigen aus dem Trommelmantel 10 und den Endringen 11, 12 sowie der Stirnwand 13 gebildet, welch letztere die Trommel nach außen hin dicht abschließt. Das Innere der Trommel ist über die hohle Welle 8 an eine Vakuumanlage angeschlossen.
Auf dem Trommelmantel 10 ist die aus einer porösen Masse bestehende Form 14 aufgebracht, in die der Formmantel mit den Formnestern 15 eingelassen ist.
Der z. B. aus einem Galvano bestehende Formmantel 15 weist an den tiefsten Stellen der Formnester feine Bohrungen zum Absaugen der in den Nestern eingeschlossenen Luft auf. Die Form 14 besteht aus einzelnen, gegeneinander abgedichteten Segmenten 14', und es sind innerhalb jedes Segments eine oder mehrere im Trommelmantel 10 angeordnete Bohrungen 16 vorgesehen. Ferner ist jedem Segment ein an der Stirnwand 9 befestigtes Umschaltventil 17 zugeordnet. Diese Ventile werden beim Umlauf der Trommel von einer feststehenden, auf der hohlen Welle 8 befestigten Steuerscheibe 18 betätigt. Mittels der Klemmringe 40 kann die Lage der Steuerscheibe verändert werden. Die Ventile 17 verbinden in einem bestimmten Bereich (in Fig. 1 mit 19 bezeichnet) der umlaufenden Trommel die Öffnungen 16 der Formsegmente 14' über Schlauchleitungen 20 und die Öffnung 21 am Ventil mit dem Vakuum im Innern der Trommel. Im übrigen Bereich der Trommel sind die Öffnungen 16 der Trommelsegmente über die Ventile 17 und die öffnungen 22 mit der Atmosphäre verbunden.
Die Umschaltventile 17 bestehen jeweils aus entgegengesetzt zueinander gerichteten Tellerventilen 31, 32, die mittels einer Druckfeder 33 gegeneinander abgestützt sind. Die Tellerventile sind längsverschiebbar auf dem Ventilstößel 34 geführt. Zum Öffnen der Tellerventile sind an dem Stößel Schultern 35 und 36 vorgesehen. Am rückwärtigen Ende ist der Stößel hohlgebohrt und in diesem eine Druckfeder 37 angeordnet. Um am Betätigungsende des Stößels im Betrieb durch Reibung auftretenden Verschleiß zu verhindern, ist in dem Stößelende eine Kugel 38 drehbar gelagert und ferner zwischen Steuerscheibe 18 und dem Stößel eine schwenkbare Lasche 39. Auf diese Weise werden beim Umlauf über die Steuerscheibe auch Seitenkräfte von dem Ventilstößel ferngehalten.
In den Endringen 11 und 12 der Trommel sind Eindrehungen 23, 24 vorgesehen, die mit einer porösen Masse gefüllt sind. Die Masse ist ebenfalls in einzelne, gegeneinander abgedichtete Segmente unterteilt und außerdem gegen die Formsegmente 14 abgedichtet. Im Bereich jeden Segments sind die Eindrehungen23 und 24 durch ein Röhrchen 25 miteinander verbunden.
Jedem der Ringsegmente 23, 24 ist ein Ausschaltventil 26 zugeordnet, das außen an der Stirnwand 9 der Trommel angeordnet ist. Diese Ventile werden beim Umlauf der Trommel ebenfalls über eine auf der hohlen Welle 8 befestigte Steuerscheibe 27 aus-bzw. eingeschaltet. Die Ventile verbinden in dem in F i g. 1 mit 28 bezeichneten Bereich die Ringsegmente 23 und 24 über die Leitungen 29 und 30 mit dem Vakuum im Innern der Trommel, während sie im übrigen Bereich diese Verbindung absperren.
Die Vorrichtung arbeitet folgendermaßen: Die der Trommel zugeführte Folienbahn wird an ihren Rändern unter der Einwirkung des Vakuums auf die Ringsegmente 23, 24 angesaugt und bis kurz vor ihrem Abnehmen von der Trommel festgehalten.
Dies ist von Vorteil bei dem anschließenden Erhitzen und Verformen der Folie. Es wird auf diese Weise gewährleistet, daß sich die Folie unter der Einwirkung des Heiz- und Verformungsvorganges nicht verziehen kann. Darüber hinaus wird die Voraussetzung geschaffen für eine einwandfreie Absaugung der zwischen der Folie und dem Formmantel bzw. in den Formnestern befindlichen Luft durch die öffnungen 16 während des Umfangsbereichs 19. Diese Luft wird durch die in den Nestern befindlichen feinen Bohrungen und durch die Formmasse hindurch abgesaugt, so daß sich die Folie der Form vollkommen anschmiegen kann.
Da die Ventile mit den Ansaugöffnungen der Trommel nicht in unmittelbarer Wirkverbindung stehen, sondern mittelbar über die leicht lösbaren Schlauchleitungen, wirkt sich die Erfindung ganz besonders vorteilhaft dann aus, wenn mit einer anderen Form gearbeitet, d. h., wenn ein anderes Muster hergestellt werden soll, wozu in den meisten Fällen eine neue Trommel eingebaut werden muß.

Claims

Patentansprüche: 1. Vorrichtung zum Verformen thermoplastischer Kunststoffolien-Bahnen, bestehend aus einer allseitig geschlossenen und ständig unter Vakuum stehenden umlaufenden Trommel, die als Halte- rung für die Form dient, gegen welche die zu verformende Folienbahn unter der Einwirkung des im Trommelinnern herrschenden Vakuums über in dem Trommelmantel vorgesehene Ansaugöffnungen auf einem Abschnitt des Trommelumfangs zur Anlage gebracht wird, d a d u r c h gekennzeichnet, daß mehrere mit der Trommel um eine feststehende Steuer- bzw.

Nockenscheibe (18,27) umlaufende und von dieser betätigbare Umschaltventile (17, 26) vorgesehen sind, die beim Umlauf jeweils in an sich bekannter Weise über eine Reihe oder Gruppe von Ansaugöffnungen (16) aufeinanderfolgende Abschnitte der Form (14) nacheinander mit dem Vakuum im Trommelinnern verbinden und gegen dieses absperren bzw. mit der Atmosphäre verbinden.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltventile (17) jeweils aus zwei entgegengesetzt zueinander gerichteten und unter dem Druck einer gemeinsamen Feder (33) stehenden Tellerventilen (31, 32) bestehen, die auf dem von der feststehenden Steuerscheibe (18) betätigten Stößel (34) verschiebbar geführt und von diesem nacheinander schaltbar sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilstößel (34) mittels einer in seinem Innern in Längsrichtung angeordneten Druckfeder (37) an die Steuerscheibe (18) andrückbar ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Steuerscheibe und den Ventilen schwenkbar gelagerte Laschen (39) angeordnet sind, derart, daß die Ventilstößel mittelbar über die Laschen betätigt werden.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerscheibe (18) verstellbar auf der feststehenden Hohlwelle (8) befestigt ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Lasche (39) und dem Ventilstößel (34) eine Kugel (38) angeordnet ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß den Randzonen (23, 24) der Formtrommel mit dieser umlaufende, weitere Ventile (26) zugeordnet sind, die bei ihrem Umlauf - ebenfalls von einer feststehenden Steuerscheibe (27) betätigt - die Randzonen (23,24) abwechselnd mit dem Vakuum im Innern der Trommel verbinden und gegen diese absperren.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerscheiben (18, 27) für die der Form zugeordneten Ventile (17) und die den Randzonen (23, 24) zugeordneten Ventile (26) derart bemessen und zueinander angeordnet sind, daß die Randzonen (23, 24) während einer Trommelumdrehung über einen wesentlich längeren Zeitraum mit dem Vakuum im Trommelinnern verbunden sind als die Form.