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vorrichtung zum Herstellen von Formteilen aus Kunststoffolie Die Erfindung
betrifft eine Vorrichtung zum Herstelle von Formteilen aus Kunststoffolie mit einen
Positivziehwerkzeug und einem aus Schneidstempel und Schneidring bestehenden Schneidwerkzeug
zum Heraustrennen der gezogenen Formteile aus der Folie.
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Forteile aus Kunststoffolie werden für die verschiedensten Zwecke
bendtigt, beispielsweise als Becher mit Deckel zum Verpakken von Speisaquark, Margarine
oder Butter. Solche Formteile werden meist aus PVC-Folien im Tiefziehverfahren unter
kwendung von Überdruck und/oder Unterdruck geformt. Dabei bemtiht man sich, eine
möglichst große Anzahl von Formteilen in einem Ziehvorgang herzustellen. Die tiefgezogenen
Formteile sind dann entweder auf einen Folienzuschnitt in mehreren Reihen neben
und hintereinander angeordnet, oder es wird mit einer Folienbahn gearbeitet, auf
der die Formteile in einzelnen Reihen quer zur Bahnlängsrichtung angeordnet sind.
Die einzelnen gezogenen Formteile werden dann in einem nachgeschalteten, besonderen
Arbeitsgang aus dem Folienzuschnitt oder der 37oliesnbahrl herausgeschnitten und
sammeln sich unter oder hänter dem Scheidwerkazeug in Stapeleinrichtungen.
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Beim Ausschneiden der Formteile in einem besonderen, dem Ziehvorgang
nachgeschalteten Arbeitsgang kann aber niemals bei allen Formteilen ein genau gleicher
Schnittrand erzielt werden.
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Das hat seine Ursache darin, daß die verwendeten Kunststoffolien aufgrund
ihrer aus dem Plastifizierungsvorgang beim Tiefziehen herrührenden inneren Spannung
nach dem Tiefziehen und vor dem Ausschneiden der Formteile einen Schrumpfprozess
durchmachen, wobei sich sowohl die gegenseitigen Mittenabstände als auch die einzelnen
Abmessungen der Formteile verändern.
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Man hat in verschiedener. Weise versucht, diesem Schrumpfvorgang entgegenzuwirken
oder ihn bei der Festlegung der Abmessunge der Schneidwerkzeuge zu berücksichtigen.
ner hierbei zu erzielende Erfolg kann aber niemals gleichmäßig sein, weil der Schrumpfvorgang
in Folienmaterial nicht gleichmä#ig ist, so daß sich die hier entstehenden Unterschiede
auch an den ßchnitträndern der Formteile unterschiedlich auswirken müssen. Man ist
also nicht in der Lage, tiefgezogene Formteile nachträglich, insbesondere mit einem
Meirfachwerkzeug, so auszuschneiden, daß die Schnittränder bei allen Formteilen
gleich sind0 Für die Fertigung von Bechern oder anderen Hohlkörpern nach dem TiefziehverfaIiren,
bei dem die Formteile in eine Rthlfor3n hinein, also negativ geformt werden, hat
man daher Werkzeuge entwickelt, bei denen der Zieh- und der Schneidvorgang in einem
gemeinsamen Werkzeug vorgenommen werden, d.h. das Formteil wird durch Saug- und/oder
Druckluft in das Tiefziehwerkzeug hineingeformt und, wenn der Formvorgang beendet
ist> noch im
Ziehwerkzeug mit Hilfe eines Stempels ausgeschnitten
und erst danach ausgeworfen.
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FUr die Herstellung von Formteilen, z.B. von Sunststoffdeckeln, im
Positivziehverfahren, bei dem die Formteile tiber bzw, um eine Positivziehform herumgeformt
werden, konnte man dieses beim Negativziehen angewendete Verfahren bisher nicht
benutzen, weil nach dem Ziehen und Ausschneiden des Formteils auf dem Positivwerkzeug
keine Möglichkeit bestand, das hergestellte Formteil zu ergreifen und vom Werkzeug
abzunehmen. ;n Fig. la und lb ist der Unterschied dieser beiden Verformungsarten
dargestellt. Fig. ia veranschaulicht das Negativtefziehen bei einem Kunststoffbecher,
der nach dem. Ziehvorgang an seinem oberen Rand R mit Hilfe eines nicht dargestellten
Schneidwerkzeugs aus der Folienbahn ausgeschnitten und anschliessend aus dem Werkzeug
ausgeworfen wird. Fig. 1b veranschaulicht die Herstellung eines Formteils z.B. eines
Schnappdeckels fUr den Kunststoffbecher, im Positivziehverfahren. Wenn hierbei nach
dem Ziehvorgang der Formteil an seiner Rand R aus der Folienbahn ausgeschnitten
wird, besteht keine Möglichkeit mehr, den Formteil zu ergreifen und vom Werkzeug
abzunehmen.
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Man stellte daher Formteile wie sie in Fig. 1b veranschaulicht sind,
bisher entsprechend dem in Fig. 2 angedeuteten Verfahren her Dabei werden die Formteile
in einer Ziehstation A niittels eines Positivziehwerkzeugs aus einer Kunststoffolienbahn
K herausgeformt. B sind die in der Folienbahn verbleibenden und mit dieser weitergeförderten
Formteile. D ist eine von der Ziehstation A getrennte Schneidstation mit einem Schneidring
E und einam Schneidstempel F. Bei der Hin-und Herbewegung des Stempels F gegenüber
dex Schneidring E werden die Formteile G ans der Folienbahn K ausgeschnitten und
durch den Schneidring E hindurch ausgesto#en.
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Die Aufgebe der Erfindung besteht nun darin, beim Positjvziehverfahren
das
Ziehen und das Ausschneiden der Formteile aus der Kunststoffolie in einem Arbeitsgang
durchzuführen, um dadurch die bei getrenntem Ziehen und Ausschneiden sich zwangsläufig
ergebenden Ungenauigkeiten an den Schnitträndern der Formteile zu beseitigen.
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Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs erwähnten Art
erfindungsgemä# dadurch gelöst, daß das Ziehwerkzeug und der Schneidstempel in einer
Werkzeug vereinigt und der Schneidring konzentrisch zu und relativ beweglich gegenüber
diesen Teilen angeordnet ist, und daß der Schneidring an seiner Innenseite hinter
der Schneidkante eine Verengung aufweist.
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Ziehwerkzeug und Schneidwerkzeug sind also so zusammengefaßt, daß
die beim Ziehen hergestellten Formteile sich vor dem Ausschneiden nicht mehr gegenüber
der Sollschnittlinie verschieben können. Gleichzeitig ist aber auch eine Möglichkeit
geschaffen, die auf diese Weise hergestellten Formteile nach dem Ausschneiden aus
der Folienbahn zu ergreifen und festzuhalten, denn die Schnittränder der Formteile
bleiben nach dem Durchstossen durch die Verengung im Schneidring beim Rückgang des
Ziehwerkzeuges an der Verengung hängen und werden durch diese Verengung von dem
Ziehwerkzeug abgehoben. Der Ausdruck "konzentrisch" bedeutet hierbei nicht, daß
Ziehwerkzeug und Schneidwerkzeug kreisförmig sein müssen. Sie können vielmehr jeden
beliebigen Umri# haben. War müssen die Mittelachsen von Ziehwerkzeug, Schneidstempel
und Schneidring zusammenfallen.
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Die im Schneidring vorgensehene Verengung konnte aus einzelnen, den
freien Querschnitt des Schneidring8 verengenden Absätzen bestehen. Diese würden
ausreichen, die Formteile vom Ziehwerkzeug abzunehmen. Vorzugsweise ist aber die
Verengung im Schneidring ringsum laufend und konzentrisch zu der Achse der Relativbewegung
zwischen Ziahwerkzeug und Schneidring an geordnete Dabei werden dann die Formteile
nach dem Durchstossen durch den Schneidring ar. ihrem gesamten Umfant festgehalton
und sicher vom Ziehwerkzeug abgehoben.
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Wenn der Schneidring hinter der Verengung in einen Stapelkanal übergeht,
können die Formteile unmittelbar nach dem Ausschneiden in gleichen Arbeitsgang in
dem Stapelkanal aufgereiht wrden0 Vorzugsweise ist der Schneigstempel relativ gegentber
dem Ziehwerkzeug bewegbar angeordnet. Nach dem Ziehen des Formteils werden dann
Ziehwerkzeug und Schneidstempel zum Ausschneiden der Formteile zunächst gemeinsam
gegen den Schneidring bewegt.
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Dann bewegt sich das Ziehwerkzeug allein weiter, während der Schneidstempel
stehen bleibt. Das Ziehwerkzeug stößt dabei das ausgeschnittene Formteil durch die
Verengung im Schneidring hindurch. t>adurch werden die Schnittrander des Formteils
von dem Schneidstempel gelost, chne daß der Schneidstempel das Durchstof#en der
orniteile durch die Verengung und das Abheben vom Ziehwerkzeug behindert.
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Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemä#en Vorrichtung ist ira
Querschnitt in den Fig. 3 bis 5 dargestellt.
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Fig. 3 zeigt die Ziehstellurg; Fig. 4 zeigt die Schnittstellung; Fig.
5 zeigt die Vorrichtung in einer Stellung nach dem Freigeben des soeben hergestellten
$formteils beim Rückgang in die Ziehstellung.
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Die in den Fig. 3 bis 5 dargestellte Vorrichtung besteht aus einem
Positivziehwerkzeug 1 und einem dieses konzentrisch umgabenden, relativ zu dem Werkzeug
9 in axialer Richtung beweglichen Schneidstempel 2. Gegenüber dem Werkzeug 1 und
dem Schneidstempel 2 ist zip Schneidrig 3 angeordnat, der hinter seiner Schneidkante
7 eine sich vor der Schneidkante 7 weg konisch
verjüngende Verengung
4 aufweist, die einen nach innen vorstehenden Stapelring innerhalb des Schneidrings
3 bildet. Die Außenabmessungen des Ziehwerkzeugs 1 sind etwas kleiner als die Innenabmessungen
der Verengung 4.
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Die Folienbahn 5, aus der die Formteile 6 hergestellt werden sollen,
wird nach ihrer Plastifizierung in bekannter Weise mittels Saug- und/oder Druckluft
über das Positivwerkzeug 1 geofrmt, wobei sich die Folienbahn eng an die Oberfläche
dieses Werkzeugs anlegt. Dann wird das Werkzeug 1 gemeinsam mit dem Schneidstempel
2 gegen den Schneidring 3 angehoben, wobei (Fig. 4) das auf dem Werkzeug 1 1 befindliche
Formteil 6 an der Schneidkante 7 zwischen Schneidstempel 2 und Schneidring 3 aus
der Folienbahn 5 herausgeschnitten wird. nach wird das Werkzeug b mit dem Formteil
6 allein, also ohne den Schneidstempel 2 weiter angehoben, EO daß die Schnittränder
des Formteils 6 sich von dem Schneidstempel 2 abheben. Das Werkzeug 1 wird so weit
angehoben, daß die Schnittränder des Formteils 6 durch die Verangung 4 im Schneidring
3 hindurchgedrückt werden. Be.
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Rückgang des Werkzeugs 1 bleibt dann das Formteil 6 infolge des Auseinanderspreizens
seiner Schnittränder oberhalb der Verengung 4 hängen, so daß die Formteile von dem
Werkzeug 1 abgehoben werden. Das Positivwerkzeug 1 kehrt nun in geine Ausgangsstellung
zurück und trifft wieder auf den Scheidstempel 2, worauf ein neues Formteil hergestellt
werden kann.
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Jenseits der Verengung 4 weist der Schneidring 3 eine Verlängsrung
8 a auf, die einen Stapelkanal z Aufnahme der ausgeschnittenen Formteile 6 bildet.
Beim nächsen Arbeistgang schiebt dich dann das nächste Formteil unter das vorhergehende,
im Stapelkanal 8 befindliche Formteil 6, so da# eine kontinulerliche Einstapelung
erfolgt.
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Da das Ausschneiden der Formteile 6 im Ziehwerkzeug selbst erfolgt,
ist eine. absolut genaue und gleichmäßige Gestalt der Schnittränder der Formteile
gewährleister Die erfindungsgemä#e Vorrichtung kann auch als Mehrfachwerkzeug zur
gleichzeitigen Herstellung von mehreren Formteilen ausgebildet werden.