CH624602A5 - Device for producing hollow bodies from thermoplastic films - Google Patents

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CH624602A5
CH624602A5 CH1042677A CH1042677A CH624602A5 CH 624602 A5 CH624602 A5 CH 624602A5 CH 1042677 A CH1042677 A CH 1042677A CH 1042677 A CH1042677 A CH 1042677A CH 624602 A5 CH624602 A5 CH 624602A5
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CH
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mandrel
die
ring
thermoplastic
hollow bodies
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CH1042677A
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German (de)
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Arnis Judzis
Thomas James Bond
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Standard Oil Co
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Blow-Moulding Or Thermoforming Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

The device has a mandrel (1), a holder (2) for the thermoformed part, a female mould (3) and a guide ring (5) situated between the female mould (3) and the mandrel (1). An air line (7) extends through the mandrel (1) connected to the surface thereof. The thermoformed part can thus be held by suction on the mandrel (1) or be released therefrom by applying pressure. The female mould (3) has a cooling arrangement (4). At the mandrel-side end of the female mould (3), a ring (5) is arranged. The latter has on its end side facing the mandrel a curved guide section and an inserted annular cutter (6). The internal diameter of the ring (5) is larger than the external diameter of the mandrel (1). Hollow bodies can thus be thermoformed free of creases and with a large drawing ratio. The device is intended for thermoforming thermoplastic materials for producing containers or linings. <IMAGE>

Description

       

  
 



   Die Vorrichtung weist einen Dorn 1 auf, der stopfen artig ausgebildet ist, und einen Halter 2 für Kunststoffolien, eine hohle Matrize 3 mit einer Kühleinrichtung 4 und am oberen Ende der Matrize 3 einen aufgesetzten Ring 5, der auf seiner dem Dom zugekehrten Stirnseite einen Führungsabschnitt aufweist, und der glatte Seitenwände aufweist. Der Ring 5 kann eine konisch verlaufende Innenwand aufweisen, deren Innendurchmesser grösser als der Innendurchmesser des Innenraumes der Matrize 3 ist. Der Ring 5 besteht bevorzugterweise aus Kunststoff wie Polypropylen, Polyäthylen hoher Dichte, Polytetrafluoräthylen,  Nylon  oder anderen Materialien, die einem Wärmeverlust von der erhitzten thermoplasti  



  schen Folie an die Innenwand des Ringes 5 entgegenwirken.



  Gewöhnlich enthält der Ring 5 am unteren Ende, also nahe der hohlen Matrize 3, einen aus gehärtetem Stahl bestehenden umlaufenden Schneideinsatz 6.



   Der unmittelbar   über    dem oberen Rand des Ringes 5 angeordnete Halter 2 hat eine Öffnung, deren Durchmesser grösser ist als der Durchmesser des oberen Endes des Ringes 5 und dazu dient, das tiefzuziehende thermoplastische Folienmaterial zu erfassen und festzuhalten.



   Im Zentrum des Dornes 5 befindet sich im allgemeinen eine Luftleitung 7, durch welche Luft abgesaugt oder hindurchgeblasen werden kann, um beim Tiefziehen ein glattes Anschmiegen der thermoplastischen Folie an die Aussenfläche des Dornes zu gewährleisten und den fertigen Hohlkörper nach dem Abkühlen desselben abzustossen. In diese Leitung 7 miinden über die Länge des Dornes 1 verteilt angeordnete radial verlaufende   Öffnungen    8. Innerhalb des Dornes 1 ist in der Luftleitung 7 oder an derselben ein Heizelement 9 vorgesehen, um den Dom 1 zu beheizen.



   Obwohl in Fig. 3 der Zeichnung angegeben ist, dass der Dom 1 einen sehr kleinen Ziehwinkel von bis zu 30 Minuten aufweist, sei darauf hingewiesen, dass der Dorn auch einen grösseren Ziehwinkel bzw. Konuswinkel haben kann.



   Wenn der im Freiraum des Halters 2 befindliche Teil der tiefzuziehenden Folie   vollständig    ausgezogen und die Form dementsprechend   vollstindig    geschlossen ist, wie im oberen Teil in Fig. 5 mit ausgezogenen Linien dargestellt, wird die Folie von dem erweiterten hinteren Abschnitt des Dornes 1 auf den Schneideinsatz 6 gedrückt und damit durchgetrennt, so dass der fertige Hohlkörper von dem übrigen Teil der thermoplastischen Folie getrennt ist.



   Die mit dieser Vorrichtung tiefgczogenen Hohlkörper aus thermoplastischem Material können eine   gleichförmige    Wandstärke aufweisen und können als Behälter, Messformen od.dgl.



  oder auch als Vorformen, Auskleidungen oder Rohlinge für die Herstellung von Kunststoffflaschen, die zu diesem Zweck sich weiterverformen oder blasen lassen, benutzt werden.



   Die als Ausgangsmaterial zum Herstellen der Hohlkörper verwendeten thermoplastischen Folien können aus bekannten thermoplastischen Materialien wie Polyolefinen, Polyvinylhalogenen einschliesslich Polyvinylchlorid, Vinylchloridcopolymeren, Polyacrylaten und Copolymeren, Polymethacrylaten und Copolymeren, Polystyrol und Copolymeren, Acrylonitrilcopolymeren, ABS-Kunstharzen, Polycarbonaten, Polyestern u. dgl. und vielen anderen thermoplastischen Kunststoffen bestehen. 



  
 



   The device has a mandrel 1, which is plug-like, and a holder 2 for plastic films, a hollow die 3 with a cooling device 4 and at the upper end of the die 3 an attached ring 5, which has a guide section on its end facing the cathedral and has smooth side walls. The ring 5 can have a conical inner wall, the inside diameter of which is larger than the inside diameter of the interior of the die 3. The ring 5 is preferably made of plastic such as polypropylene, high density polyethylene, polytetrafluoroethylene, nylon or other materials that heat loss from the heated thermoplastic



  counteract the foil on the inner wall of the ring 5.



  The ring 5 usually contains at the lower end, that is to say close to the hollow die 3, a circumferential cutting insert 6 made of hardened steel.



   The holder 2 arranged directly above the upper edge of the ring 5 has an opening whose diameter is larger than the diameter of the upper end of the ring 5 and serves to grasp and hold the thermoplastic film material to be deep-drawn.



   In the center of the mandrel 5 there is generally an air line 7 through which air can be drawn off or blown through in order to ensure that the thermoplastic film conforms smoothly to the outer surface of the mandrel during deep drawing and to repel the finished hollow body after it has cooled. In this line 7, radial openings 8 are arranged distributed over the length of the mandrel 1. A heating element 9 is provided inside the mandrel 1 in or on the air line 7 in order to heat the dome 1.



   Although it is indicated in FIG. 3 of the drawing that the dome 1 has a very small drawing angle of up to 30 minutes, it should be pointed out that the mandrel can also have a larger drawing angle or cone angle.



   When the part of the film to be deep-drawn located in the free space of the holder 2 is completely pulled out and the mold is accordingly completely closed, as shown in solid lines in the upper part in FIG. 5, the film is transferred from the expanded rear section of the mandrel 1 to the cutting insert 6 pressed and thus severed so that the finished hollow body is separated from the rest of the thermoplastic film.



   The hollow body made of thermoplastic material and deep-drawn with this device can have a uniform wall thickness and can be used as containers, measuring molds or the like.



  or also as preforms, linings or blanks for the production of plastic bottles which can be further deformed or blown for this purpose.



   The thermoplastic films used as the starting material for producing the hollow bodies can be made from known thermoplastic materials such as polyolefins, polyvinyl halogens including polyvinyl chloride, vinyl chloride copolymers, polyacrylates and copolymers, polymethacrylates and copolymers, polystyrene and copolymers, acrylonitrile copolymers, ABS synthetic resins, polycarbonates, polyesters and the like. Like. And many other thermoplastics exist.

Claims (5)

PATENTANSPRÜCHE 1. Vorrichtung zum Herstellen von Hohlkörpern aus ther moplastischen Folien, die einen beheizbaren Dom und eine Matrize, einen Halter zum Festhalten der erhitzten thermopla stischen Folie zwischen dem Dorn und der Matrize und einen Antrieb zum Bewegen des Domes durch den Halter hindurch in die Matrize aufweist, um die erwärmte thermoplastische Fo lie auf die Oberfläche des Domes und in die Matrize zu ziehen. dadurch gekennzeichnet, dass unmittelbar über dem oberen Ende der Matrize (3) ein Ring (5) angeordnet ist, der auf seiner dem Dorn zugekehrten Stimseite einen gewölbten Führungsabschnitt aufweist, und dass im Ring (5) ein gegen den Dorn gerichteter, ringförmiger Schneideinsatz aus gehärtetem Metall angeordnet ist.  PATENT CLAIMS 1. Device for producing hollow bodies from thermoplastic films, which has a heated dome and a die, a holder for holding the heated thermoplastic foil between the mandrel and the die and a drive for moving the dome through the holder through into the die to pull the heated thermoplastic film onto the surface of the dome and into the die. characterized in that a ring (5) is arranged directly above the upper end of the die (3) and has a curved guide section on its end face facing the mandrel, and in that an annular cutting insert directed against the mandrel is formed in the ring (5) hardened metal is arranged. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Halter (2) als Klemme für die thermoplastische Folie ausgebildet ist und eine innere Öffnung aufweist, deren Durchmesser grösser ist als der kleinste Innendurchmesser des Führungsabschnittes des Ringes (5).  2. Device according to claim 1, characterized in that the holder (2) is designed as a clamp for the thermoplastic film and has an inner opening, the diameter of which is larger than the smallest inner diameter of the Guide section of the ring (5). 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Dorn (1) und die Matrize (3) sich im selben Mass nach unten konisch verjüngen.  3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the mandrel (1) and the die (3) taper to the same extent downwards. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Dorn (1) eine Luftleitung (7) enthält, in welche an der Oberfläche des Domes liegende Öffnungen (8) münden, durch welche Luft abgesaugt oder eingeblasen werden kann.  4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the mandrel (1) contains an air duct (7) into which openings (8) which lie on the surface of the dome open and through which air can be sucked off or blown in. Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen von Hohlkörpern aus thermoplastischen Folien, die einen beheizbaren Dorn und eine Matrize, einen Halter zum Festhalten der erhitzten thermoplastischen Folie zwischen dem Dorn und der Matrize und einen Antrieb zum Bewegen des Dornes durch den Halter hindurch in die Matrize aufweist, um die erwärmte thermoplastische Folie auf der Oberfläche des Dornes und in die Matrize zu ziehen.  The invention relates to a device for producing hollow bodies from thermoplastic films, which has a heatable mandrel and a die, a holder for holding the heated thermoplastic film between the mandrel and the die and a drive for moving the mandrel through the holder into the die to pull the heated thermoplastic film on the surface of the mandrel and into the die. Beim Tiefziehen von thermoplastischen Folien zum Herstellen von hohlen Gegenständen wie Messformen, Vorformen, Auskleidungen u.dgl. ist es üblich, zunächst die thermoplastische Folie auf eine über den Wärmestörungspunkt liegende Temperatur zu erhitzen und dann über einen Dorn zu ziehen oder mittels Unterdruck in eine tiefe Matrize einzuziehen. In jedem Falle wird das thermoplastische Material dünner, wenn es entsprechend der Form des Domes oder der Matrize gestreckt wird, wobei eine starke Neigung besteht, dass sich Wellen oder Falten am thermoplastischen Material bilden, wenn die erweichte Folie der verwendeten Form entsprechend tiefgezogen wird. Diese Neigung zur Faltenbildung ergibt sich insbesondere am oberen Ende und insbesondere beim Tiefziehen von Hohlkörpern, bei denen das Verhältnis zwischen der Länge und dem Durchmesser besonders gross ist.  When thermoforming thermoplastic films for the production of hollow objects such as measuring molds, preforms, linings and the like. it is common to first heat the thermoplastic film to a temperature above the point of thermal interference and then pull it over a mandrel or pull it into a deep die using negative pressure. In any case, the thermoplastic material becomes thinner when it is stretched according to the shape of the dome or the die, and there is a strong tendency for waves or wrinkles to form on the thermoplastic material if the softened film is thermoformed to the shape used. This tendency to form folds arises in particular at the upper end and in particular when deep-drawing hollow bodies, in which the ratio between the length and the diameter is particularly large. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einfachen Mitteln einwandfreie Hohlkörper und insbesondere lange Hohlkörper durch Tiefziehen aus thermoplastischen Folien herstellen zu können.  The invention has for its object to be able to produce perfect hollow bodies and in particular long hollow bodies by thermoforming from thermoplastic films using simple means. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss mit einer Vorrichtung der eingangs genannten Art gelöst, welche die Merkmale des Kennzeichens des Patentanspruches 1 aufweist. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.  This object is achieved according to the invention with a device of the type mentioned at the outset, which has the features of the characterizing part of patent claim 1. Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims. Mit der erfindungsgemässen Vorrichtung können Hohlkörper aus thermoplastischem Material mit einwandfreien Oberflächen durch Tiefziehen auch bei grösseren Tiefziehlängen und mit einem grossen Verhältnis von Länge zum Durchmes ser hergestellt werden. Es wurde gefunden, dass man mit der erfindungsgemässen Vorrichtung Hohlkörper mit einem Längen/Durchmesser-Verhältnis von bis zu 20A tiefziehen kann.  With the device according to the invention, hollow bodies made of thermoplastic material with flawless surfaces can be produced by deep drawing even with longer deep drawing lengths and with a large ratio of length to diameter. It has been found that the device according to the invention can be used to deep-draw hollow bodies with a length / diameter ratio of up to 20 A. Durch Formen einer erhitzten thermoplastischen Folie um einen erhitzten konischen Dom, was durch einen Unterdruck unter Verwendung einer auf den Dorn aufgesetzten Führung mit grösserem Durchmesser als der Dorn unterstützt werden kann, können Hohlkörper mit gleichförmigem Innendurchmesser, gleichförmiger Wandstärke und ohne Faltenbildung oder sonstige Oberflächenfehler hergestellt werden. Bei der vorgeschlagenen Vorrichtung bewegt sich ein erhitzer Dorn durch einen Ring und in eine Matrize und zieht das erhitzte thermoplastische Folienmaterial zwischen dem Ring und dem Forn. By molding a heated thermoplastic film around a heated conical dome, which can be supported by negative pressure using a guide with a larger diameter than the mandrel placed on the mandrel, hollow bodies with a uniform inner diameter, uniform wall thickness and without wrinkling or other surface defects can be produced . In the proposed device, a heated mandrel moves through a ring and into a die and pulls the heated thermoplastic sheet material between the ring and the mold. Dabei kann der gewölbte Führungsabschnitt des Ringes, welcher Führungsabschnitt einen gleichförmigen Oberflächenverlauf haben kann, wobei der Innendurchmesser des Ringes grösser als der Aussendurchmesser des Dornes ist, ein gleichförmiges Aufziehen der Folie auf den Dorn und in die Matrize von ausserhalb liegenden Flächen der erhitzten Folie gewährleisten. The curved guide section of the ring, which guide section can have a uniform surface profile, the inside diameter of the ring being larger than the outside diameter of the mandrel, can ensure a uniform mounting of the film on the mandrel and into the die from outside surfaces of the heated film. Der über der Matrize angeordnete Ring dient als Führung und kann zwei hauptsächliche Funktionen aufweisen. Die erste Funktion kann darin bestehen, das Ziehverhältnis des Hohlkörpers verändern zu können, wenn man den Innendurchmesser des Ringes ändert. Der Innendurchmesser des Ringes bestimmt die Fläche, aus der Material der Kunststoffolie auf den Dorn gezogen wird. Die zweite Funktion des Ringes kann darin bestehen, ein ungleichmässiges Ziehen und eine Faltenbildung beim Herstellen von Hohlkörpern mit grossem Länge/Durchmesser-Verhältnis zu verhindern. Hohlkörper mit extrem kleinen Ziehwinkeln von weniger als 30 Minuten können durch sorgfältige Wahl des Durchmessers des Ringes und der Form der Innenfläche der Matrize erzeugt werden.  The ring arranged above the die serves as a guide and can have two main functions. The first function can be to be able to change the drawing ratio of the hollow body by changing the inside diameter of the ring. The inner diameter of the ring determines the area from which the plastic film material is drawn onto the mandrel. The second function of the ring can be to prevent uneven pulling and wrinkling when producing hollow bodies with a large length / diameter ratio. Hollow bodies with extremely small drawing angles of less than 30 minutes can be created by carefully selecting the diameter of the ring and the shape of the inner surface of the die. Der vorzugsweise in seiner Funktion durch Unterdruck unterstützte Dorn wandert durch den Ring in die Matrize, wobei er die thermoplastische Folie zwischen dem Ring, der Innenfläche der Matrize und dem Dorn tiefzieht.  The mandrel, which is preferably supported by vacuum, travels through the ring into the die, deep-drawing the thermoplastic film between the ring, the inner surface of the die and the mandrel. In der Zeichnung ist zur weiteren Erläuterung der Erfindung ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung zum Herstellen langer Hohlkörper aus thermoplastischen Folien dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 eine teilweise geschnittene schaubildliche Ansicht des fertiggestellten Hohlkörpers aus thermoplastischem Mate rial, Fig. 2 eine Ansicht dieses Hohlkörpers in Richtung der Linie 2-2 aus Fig. 1, Fig. 3 eine teilweise geschnittene Seitenansicht der erfin dungsgemässen Vorrichtung, Fig. 4 eine Draufsicht auf eine ringförmige Führung nach Linie 4-4 aus Fig. 3, Fig.  In the drawing, an embodiment of the device for producing long hollow bodies from thermoplastic films is shown for further explanation of the invention, namely shows 1 is a partially sectioned perspective view of the finished hollow body made of thermoplastic mate rial, 2 is a view of this hollow body in the direction of line 2-2 of FIG. 1, 3 is a partially sectioned side view of the inventive device, 4 shows a plan view of an annular guide according to line 4-4 from FIG. 3, Fig. 5 eine teilweise geschnittene Seitenansicht der Vorrichtung in der Endlage, wobei in strichpunktierten Linien angedeutet ist, wie die thermoplastische Folie zwischen dem Dorn und den Wänden der Führung und der Matrize eingezogen wird, und Fig. 6 eine Draufsicht nach Linie 6-6 aus Fig.  5 shows a partially sectioned side view of the device in the end position, with dash-dotted lines indicating how the thermoplastic film is drawn in between the mandrel and the walls of the guide and the die, and 6 is a plan view along line 6-6 of FIG. 5. 5.
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