DE2458548A1

DE2458548A1 - Thermoverformungsvorrichtung mit bahnstuetzmitteln

Info

Publication number: DE2458548A1
Application number: DE19742458548
Authority: DE
Inventors: John R Lynch
Original assignee: NRM Corp
Current assignee: NRM Corp
Priority date: 1974-01-03
Filing date: 1974-12-11
Publication date: 1975-07-17
Also published as: GB1482098A; JPS50105761A; IT1027233B; FR2256813B1; CA1022713A; FR2256813A1; US3867085A

Description

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Firma NRM Corporation, 47 West Exchange Street, Akron, Ohio 443o8 (E[SA

Thermoverformungsvorrichtung mit Bahnstützmitteln

Die Erfindung betrifft eine Thermoverformungsvorrichtung mit einem länglichen Erwärmungsofen, in dessen eines Ende eine thermoplastische Bahn zwecks Transport durch den Ofen und Erhitzen auf die Verformungstemperatur eingeführt wird, ferner mit einer an das andere Ende des Ofens angrenzenden Thermoformstufe, in die die erwärmte Bahn zum Verformen derselben transportiert wird, ferner mit einem Förderer, der gegenüberliegende Längskantenteile der Bahn erfaßt, um diese durch den Ofen sowie die Thermoformstufe zu fördern und um die Bahn auf die Verformungstemperatur zu erwärmen sowie zu verformen, und schließlich mit einen Durchhang unterdrückenden Bahnstützmitteln im Ofen, die sich in Längsrichtung vom einen zum anderen Ende des Ofens unterhalb der Bahn erstrekken, um die letztere zwischen ihren Längskantenteilen zu stützen.

Bei einer bekannten Thermoverformungsvorrichtung gemäß dem US-Patent 3 632 272 sind Durchhangbänder vorgesehen, die von dem Folien- bzw. Bahnförderer angetrieben werden und sich durch den Er-

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wärmungsofen und die Thermoformstufe erstrecken, um ein Durchhängen der erwärmten Kunststoffbahn zu vermeiden, wenn diese während ihres Transports durch den Ofen progressiv erhitzt wird. Da sich die Bänder durch die Thermoformstufe erstrecken, müssen die Formungshohlräume so ausgebildet sein, daß die Bänder gespreizt werden. Wenn sich die Durchhangbänder durch den Ofen in Richtung zur Thermoformstufe bewegen, können sie darüberhinaus die Ofentemperatur erreichen, wodurch gegebenenfalls die auf den Bändern ruhenden Teile der erwärmten Kunststoffbahn überhitzt werden, was zu einer betonten Auskerbungsbildung und einem Verdünnen der Bahn an den Stellen führt, wo diese auf den überhitzten Durchhangbändern ruht.

Anstelle der mit der Bahn durch den Ofen und die Thermoformstufe bewegten Durchhangbänder wurde bereits vorgeschlagen, daß sich die Bahnerfassungsketten auf einem divergierenden Pfad bewegen, um die Querlängung der Bahn aufgrund ihrer Erwärmung zu kompensieren. Nach einem weiteren Vorschlag sind im Ofen querverlaufende Bahnstützstreifen vorgesehen, über die die erwärmte Bahn gefördert wird, um ein Durchhängen derselben unter ihrem eigenen Gewicht im Ofen zu unterdrücken.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Schaffung einer Thermoverformungsvorrichtung der genannten Art zugrunde, die wesentlich günstigere Stützmittel zum Unterdrücken des Durchhangs aufweist.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe wird bei einer Thermoverformungs vorrichtung der genannten Art vorgeschlagen, daß die Bahnstützmittel zumindest ein längliches Rohr aufweisen, das unter seitlichem Abstand zwischen den Kantenteilen angeordnet ist und eine Reihe von öffnungen enthält, die durch die der Bodenfläche der Bahn gegenüberliegende Rohrwandung geführt sind, und daß die Bahnstützmittel ferner eine Fluiddruckquelle enthalten, um ein gasförmiges Medium in das Rohr und durch die Öffnungen nach oben strömen zu lassen, damit es gegen die darüber befindliche Bahn zwecks Bildung einer Gaslagerung trifft, um den Transport der Bahn durch den Ofen unter Unterdrückung eines Durchhangs zu erleichtern.

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Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung befinden sich die Stützmittel zum Unterdrücken des.Bahndurchhangs im Wärmeaustausch mit dem Medium für die Erzeugung der Gaslagerung, so daß die Temperatur der' Bahnstützrohre unter derjenigen des Ofens liegt. Gleichzeitig wird das gasförmige Medium erwärmt, so daß die von der Gaslagerung gestützte erwärmte Bahn nicht unzulässig abgekühlt wird. Auf diese Weise kann der Schaltförderer die durchhangfreie, erwärmte Bahn durch den Ofen und in die Thermoformstufe transportieren, wo sie durch Druck und/oder Unterdruck in einen Formungshohlraum eingeformt wird.

Weitere Einzelheiten, Ziele und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispiels. Es zeigen:

Figur 1 - eine erfindungsgemäße Thermoverformungsvorrichtung in Seitenansicht,

Figur 2 - eine Teildraufsicht eines Erwärmungsofens, im Bereich seiner Auslaßzone in Angrenzung an eine Thermoformstufe zum Darstellen von zum Unterdrücken des Durchhangs dienenden Rohren, die eine Luftlagerung bzw. -polsterung für die Schaltbewegung der Folie oder Bahn erzeugen, wenn diese im Ofen erhitzt und in die Thermoformstufe bewegt wird,

Figur 3 - eine vergrößerte Querschnittsansicht längs der Linie 3-3 aus Figur 2 zum Darstellen von einen längsgerichteten Kantenteil der Folie bzw. Bahn ergreifenden Erfassungsmitteln und einer der Durchhangunterdrückungsrohre, die sich längs der Folie und parallel zu ihren Seitenkanten erstrecken, um eine Gaslagerung zu bilden und die Folie bzw, Streifenbahn beim Transport durch den Ofen zur Thermoformstufe mit geringer Reibung zu stützen,

Figur 4 - eine Ansicht längs der Linie 4-4 aus Figur 2 und

Figur 5 - eine wesentlich vergrößerte Draufsicht längs der Linie 5-5 aus Figur 4 zum Darstellen der Perforationsreihe an der Oberseite des Durchhangunterdrückungsrohres, wobei ein gasförmiges Medium, wie Luft, durch die Perforatio-

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nen bzw. öffnungen nach oben strömt, um beim Transport durch den Ofen auf die Unterseite der erwärmten Bahn bzw. des Streifens aufzutreffen und eine Gaslagerung geringer Reibung zu bilden.

Insbesondere nach Figur 1 enthält die Thermoverformungsvorrichtung einen Unterbau 1, auf dem eine Thermoformstufe 2 abgestützt ist, die an einer Seite einen Erwärmungsofen 3 und an der anderen Seite Antriebsmittel 4 aufweist, um den Oberlauf eines Paares von Folien- bzw. Streifenergreifungs- und -förderungsketten 5 schrittweise sowie in Längsrichtung durch den Erwärmungsofen 3 und die Thermoformstufe 2 zu bewegen.

Jede Kette 5 ist nach Art einer Bolzenkette aufgebaut und hat eine Reihe von Bolzen bzw. Stützen 6, die am rechten Ende 7 der Vorrichtung aus Figur 1 die gegenüberliegenden Kanten der zu erwärmenden und einer Thermoformung auszusetzenden Folie S durchstechen, wodurch die derart erfaßte Folie S durch die Bolzen- bzw. Stiftketten 5 in Längsrichtung durch den Erwärmungsofen 3 und die Thermoformstufe 2 geleitet wird. Die durchstochenen Kantenteile der Folie S werden durch sich in Längsrichtung erstreckende, gekühlte Führungsschienen 8 gestützt, die auf Kanalgliedern 9 an gegenüberliegenden Seiten des Ofens 3 befestigt sind. Der Ofen 3 besitzt eine Reihe voiqfelektrischen Heizelementen Io oder dergleichen die unter Abstand über und unter der Folie S angeordnet sind, welche von der Stiftkette 5 durch den Ofen 3 transportiert wird. Hinsichtlich einer detaillierten Beschreibung des Stiftkettenförderers 5,des Erwärmungsofens 3, der Thermoformstufe 2 und der Antriebsmittel 4 für den Stiftkettenförderer 5 wird auf das erwähnte US-Patent 3 632 272 verwiesen.

An den gegenüberliegenden Seiten des Ofens 3 sind an diesem winklige Wärmeabschirmungen 11 und 12 gemäß Darstellung mit Abstand befestigt, um die Kantenteile der erfaßten Folie aufzunehmen und hinsichtlich der starken Erwärmung im Ofen 3 abzuschirmen. Im Ofen 3 und insbesondere an dessen der Thermoformstufe 2 angrenzenden Enden, wo die Folie S die Verformungstemperatur erreicht, er-

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strecken sich in Längsrichtung Durchhangunterdrückungsmittel, die ein oder mehrere sich in Längsrichtung erstreckende Rohre 14 umfassen. Diese Rohre sind an ihrer Oberseite mit Perforationen oder Öffnungen 15 versehen, durch die Luft unter Druck eingeführt wird, und zwar über ein Filter, einen Druckregler 16 und ein Luftverteilungsglied 17, das über flexible Schläuche 18 mit den Enden der sich seitlich vom Ofen 3 erstreckenden Rohre. 14 verbunden ist Die Rohre 14 werden unter Abstand gestützt, und zwar durch einstellbare Arme bzw. Bügel 19, die mit den unteren Wärmeabschirmungen 12 verschraubt sind. Die vom Thermoformstufenende des Ofens 3 entfernten Rohrenden sind nach unten geneigt, so daß sie nicht mit der Folie S in Eingriff stehen. Art diesem Teil des Ofens 3 ist die Folie S noch nicht auf ein solches Maß erwärmt, daß eine Stütze gegen ein Durchhängen erforderlich ist. Derartige Neigungsteile der Folienstützrohre 14 haben insofern eine nützliche Funktion, daß sie dennoch im Ofen 3 angeordnet sind und somit zu einem Vorerwärmen der Luft dienen, bevor diese aus den Reihen der Öffnungen 15 freigegeben wird, um gegen die Bodenfläche der darauf gelagerten Folie S zu treffen.

Beispielsweise können die Durchhangunterdrückungsrohre 14 einen Durchmesser von 6,35 mm (o,25 Zoll) haben, aus Edelstahl bestehen und Öffnungen aufweisen, die einen Durchmesser von o,35 - o,38 mm (o,ol3 - o,ol5 Zoll) und einen gegenseitigen Abstand von 6,35 mm (o,25 Zoll) haben, wobei der Luftdruck von beispielsweise I,o6

kg/cm (15 psi) im Verteilungsglied 17 die Luftströme aus den Rohren 14 nach oben gegen die Unterfläche der darüber befindlichen Folie S richtet, um eine Luftlagerung zu bilden und den Transport der Folie S durch den Ofen 3 zu vereinfachen. Während die Temperatur der Rohre 14 normalerweise diejenige des Ofens erreichen würde, befindet sich die Luftströmung im Wärmeaustausch mit den. Rohren 14, so daß diese auf eine unterhalb der Ofentemperatur liegende Temperatur gekühlt werden. Gleichzeitig wird die Luft aufgrund dieses Austausches erwärmt, so daß das Auftreffen der Luft gegen die Bodenseite der Folie S nicht zu einem übermäßigen Abkühlen von Teilen derselben unmittelbar über den Rohren 14 führt.

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Die genannten Arme oder Bügel 19 weisen Schrauben 2o und Schlitze 21 auf, mittels derer der erwünschte Abstand der Durchhangunterdrückungsrohre 14 in bezug auf die erfaßten Kantenteile der Folie S einstellbar ist. In Abhängigkeit von der Breite und Dicke der Folie bzw. des Streifens S können ein, zwei oder mehr Durchhangunterdrückungsrohre 14 angewendet werden. Diese können sich über die gesamte Länge des Ofens 3 oder über einen Hauptteil desselben erstrecken. Es wurde jedoch festgestellt, daß in einem Ofen mit einer Länge von beispielsweise 3,o5 m (Io ft) der gerade Horizontalteil der Durchhangunterdrückungsrohre 14 eine Länge von beispielsweise 1,2 m (4 ft) haben kann, wobei sich die Öffnungen 15 über eine Länge von etwas weniger als 1,5 m (5 ft) erstrecken, und zwar teilweise in dem sich außer einer Berührung mit der Folie S befindenden Neigungsteil. Wenn sich demzufolge die Bewegungs linie der Folie S dem sich horizontal erstreckenden Teil eines jeden Durchhangunterdrückungsrohres 14 nähert, bilden die nach oben gerichteten Luftströme eine zunehmend ansteigende Abstützung der Folie S, deren Temperatur zunimmt. Demzufolge wird die Folie S zu der Zeit, da sie die Stoßstelle bzw. den Übergang des Neigungsteils und des Horizontalteils eines jeden Rohres 14 erreicht, durch einen Luftfilm zwischen ihrer Unterseite und der Oberseite eines jeden Durchhangunterdrückungsrohres 14 gestützt, wodurch sich ein reibungsarmer Transport der Folie S ergibt. Infolge des Wärmeaustausches zwischen dem Rohr 14 und der Luft werden die Rohre 14 auf eine unterhalb der Ofentemperatur liegende Temperatur gekühlt, während die Luft gleichzeitig erwärmt wird, so daß sie nicht zu einem übermäßigen Abkühlungseffekt in den Linienbereichen der Folie S führt, die sich unmittelbar über den Durchhangunterdrückungsrohren 14 befinden. Außerdem dienen die geneigten und seitlichen Teile eines jeden Rohres im Ofen zum Vorerwärmen der Luft.

- Patentansprüche -

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Claims

Patentansprüche

1. Thermoverformungsvorrichtung mit einem länglichen Erwärmungs-.ofen, in dessen eines Ende eine thermoplastische Bahn zwecks Transport durch den Ofen und Erhitzen auf die Verformungstemperatur eingeführt wird, ferner mit einer an das andere Ende des Ofens angrenzenden Thermoformstufe, in die die erwärmte Bahn zum Verformen derselben'transportiert wird, ferner mit einem Förderer, der gegenüberliegende Längskantenteile der Bahn erfaßt, um diese durch den Ofen sowie die Thermoformstufe zu fördern und um die Bahn auf die Verformungstemperatur zu erwärmen sowie zu verformen, und schließlich mit einem Durchhang unterdrückenden Bahnstützmitteln im Ofen, die sich in Längsrichtung vom einen zum anderen Ende des Ofens unterhalb der Bahn erstrecken, um die letztere zwischen ihren Längskantenteilen zu stützen, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahnstützmittel zumindest ein längliches Rohr (14) aufweisen, das unter seitlichem Abstand zwischen den Kantenteilen angeordnet ist und eine Reihe von Öffnungen (15) enthält, die durch die der Bodenfläche der Bahn (S) gegenüberliegende Rohrwandung geführt sind, und daß die Bahnstützmittel ferner eine Fluiddruckquelle (16, 17, 18) enthalten, um ein gasförmiges Medium in das Rohr und durch die Öffnungen nach oben strömen zu lassen, damit es gegen die darüber befindliche Bahn zwecks Bildung einer Gaslagerung trifft, um den Transport der Bahn durch den Ofen unter Unterdrückung eines Durchhangs zu erleichtern.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das gasförmige Medium mit einer wesentlich unter der Ofentemperatur liegenden Temperatur in das Rohr (14) eingeleitet wird und sich im Wärmeaustausch mit dem Rohr befindet, um dieses unter Ofentemperatur zu kühlen und die durch die Öffnungen (15) freigegebene Luft zu erwärmen, damit sich keine übermäßige Abkühlung der Teile der Bahn (S) ergibt, auf die die Luftströme auftreffen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der

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Ofen (3) an gegenüberliegenden Seiten Warmeabschirmungen (Il, 12) aufweist, die zwischen sich längsgerichtete Spalte ergeben, durch die sich die ergriffenen bzw. erfaßten Kantenteile der Bahn (S) erstrecken, um sie gegenüber der hohen Temperatur im Ofen zu schützen, und daß auf dem unteren Wärmeschild (12) unter Längsabstand angeordnete Rohrstützarme (19) angeordnet sind um das Rohr (14) unter der sich bewegenden Bahn zu stützen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Arme (19) seitlich einstellbar sind, um den Abstand des Rohres (1.4) von den Seitenkanten der Bahn (S) vorzub&stimmen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das. Rohr (14) einen sich seitlich und durch eine Seite des Ofens unter Abstand unterhalb der sich bewegenden Bahn (S) erstrekkenden Teil und einen sich in Längsrichtung erstreckenden Teil hat, der nach oben gegen den Bahnstützteil des Rohres geneigt ist, um eine zusätzliche Rohrlänge im Ofen für ein Vorerwärmen des gasförmigen Mediums zu bilden, bevor dieses die Reihe der öffnungen (15) erreicht.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnungen (15) im Neigungsteil des Rohres (1.4) beginnen, um beim Annähern des Neigungsteils an den Bahnstützteil einen progressiv zunehmenden Auftreffvorgang zu bilden.

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