CS276954B6 - Deep cold drawing of foils and the respective equipment. - Google Patents

Description

(72) Původce vynálezu : Eggert Heinrich dipl. ing., Oberstadion, DE (54) Název vynálezu : Způsob hlubokého tažení fólií za studená a zařízení k provádění tohoto způsobu (57) Anotace :

Řešení se týká způsobu a zařízení pro hluboké tažení fólií z plastické hmoty za studená, kde jsou frikčnimi dleny těsné před hlubokotažným postupem nebo/a při něm zahřívány pouze ty části, jež mají být hlubokotažným postupem přetvářeny, popřípadě deformovány, nikoliv však části, které při hlubokotažném postupu nejsou tvarovány.

Způsob hlubokého tažení fólií za studená a zařízení k provádění tohoto způsobu Oblast techniky

Vynález se týká způsobu a zařízení pro hluboké tažení fólií za studená, přičemž se těsně před hlubokotažným postupem nebo/a při něm nepatrně zahřívají pouze ty části, jenž mají být deformovány hlubokým tažením za studená, nikoliv však části, které se při postupu tažení nedeformují.

Dosavadní stav techniky

U dosud známých způsobů se pracuje podle zásady, že v tak zvaných hlubokotažných instalacích, tedy v tepelných tvářecích strojích se fólie, například fólie plastické hmoty nejdříve zahřejí infračerveným zářením nebo tak zvaným stykovaným zahříváním, a tím se převedou do plastického stavu.

Plastického chování těchto fólií se využije k tomu, aby přes rotující vakuový válec nebo přes zvláštní tvářecí nastroj (horní a dolní tvářecí deska) se pomocí stlačeného vzduchu a případně za pomoci přípravných razníků, zabudovaných do tvářecího nástroje, změnila v žádaném tvaru toto plastikování fólie z plastické hmoty.

U obou postupů je nahřátí fólií z plastické hmoty zapotřebí poměrně velkých tepelných energií, aby se dosáhlo plastického stavu těchto plastických hmot v podobě fólií.

Aby plastifikovaná, popřípadě zvláčněná fólie z plastické hmoty, obsažená v určitém tvaru ve tvářecím nástroji, mohla být udržena tvarově stabilní a mohla být přetvařována, musí být tento nástroj udržován na teplotě, při které změkčená fólie z plastické hmoty ztuhne, takže tato deformovaná fólie z plastické hmoty zůstane tvarově stabilní.

Tepelná energie, jež třeba u uvedených postupů vynaložit, není zanedbatelná. Zároveň je za dalšího vynaložení energie pečovat o chlazení, aby se přetvařovaná fólie opět stala tvarově stabilní.

V obalovém průmyslu se podle uvedených postupů zhusta zpracovávají velká množství fólií PVC a jejich kombinací. Tyto fólie z PVC, jejich výsekové odpady a prázdné obaly jsou však pro okolí vysloveně škodlivé, ne-li dokonce jedovaté a nemohou být přiměřeně likvidovány.

Výrobou fólií nyní přešli k tomu, že vyrábějí fólie z polypropylenu (PP), které jsou pro okolí příznivější a jež lze nakonec spálit na vodní páru a kysličník uhličitý, aniž by se vytvořily kyseliny nebo škodlivé plyny.

Nevýhodou těchto polypropylenových fólií je, že oproti fóliím z PVC mají horší propustnost pro teplo. To znamená větší vynaložení energie při zpracování těchto fíií známými postupy, zároveň to znamená, že chlazení tvářecích nástrojů vyžaduje větší spotřebu energie.

Shora uvedené skutečnosti potvzují příklady z Japonska, a USA, kde jsou tyto polypropylenové fólie již po léta zpracovány shora uvedenými postupy.

Další nevýhoda polypropylenových fólií záleží v tom, že existují hlubokotažné nástroje popřípadě instalace, které původně byly konstruovány pro zpracování fólií z PVC, většinou mohou již být použity pro tváření polypropylenových fólií, jelikož potřebná zahřívací a chladicí ústrojí nemohou již být v těchto soustavách umístěna. Právě tak nelze existující nástroje pro zpracování fólií z PVC použít pro obtížnější zpracování polypropylenových fólií, jelikož koeficient roztažnosti, popřípadě činitel smrštění jsou u uvedených dvou folií z plastické hmoty velmi rozdílné.

V DE-PS 32 03 336 je popsáno zařízení shora uvedeného druhu, pomocí kterého se na jednom úseku pohárkovité nádržky vytváří stupeň. Vytváření stupně se provádí tvářecím razníkem, napájeným ultrazvukem přičemž se fólie silně ohýbá.

Podstata vynálezu

Vynález vychází ze shora uvedeného postupu a sleduje úlohu, aby hlubokotažné postupy . mohly být prováděny tvarově, stabilně i u velmi kritického materiálu s velmi nepatrným vynaložením energie a tím bez nebezpečí protažení.

Daná úloha je podle vynálezu vyřešena tím, že se alespoň těsně před hlubokotažným postupem dávkovaně zahřívají frikčním členem póze ty části, jež mají být hlubokým tažením přetvořeny, popřípadě deformovány, nikoliv však části, jež se při tažení nedeformují.

U zařízení podle vynálezu je proto podklad pro fólii vytvořen jako hlubokotažné matrice s matricovými vývrtky přiřazenými vytvářeným kalíškům, a frikční člen je vytvořen jako hlubokotažný razník, který je uveditelný v otáčení kolem jaho podélné osy, probíhající kolmo k povrchu folie. Zvenčí se nepřivádí žádná zahřívací energie, nýbrž tato energie je třecím teplem vytvářena spíše přímo kolem fólie a na fólii, přičemž třecí teplo, popřípadě teplo vzniklé třením je vytvořeno krátkodobě přímo v oblasti působení na části fólie, jež mají být při tažení deformovány, a to v oblasti zvláčnění působením frikčního členu, pohybovaného relativně vůdčí fólii.

V důsledku přesného vedení frikčního členu může být vytvářené množství tepla přesně dávkováno, aniž by se překročily hranice rozkladu nebo podobně. Může být upraven větší počet takových frikčních členů, když například má být v jedné rovině obalu umístěn velký počet tablet nebo podobných výrobků.

Průmyslová využitelnost

Způsob podle vynálezu a zařízení podle vynálezu jsou především určeny pro fólie z plastické hmoty a především pro fólie z polypropylenu, může však jich být použito i pro jiné vhodné fóί r

liové materiály, například lístkové kovy, jako z hliníku nebo drahého kovu. U špatných vodičů tepla lze zpravidla upustit od chlazení krátkodobě zahřátých tvářených částí fólie, a u dobrých vodičů tepla postačí úplně odvádění hmoty, aniž by bylo třeba aktivně provádět chlazení tvářených částí fólie. Tyto poměry se však mění s materiálem fólie, s pracovním postupem a především s rychlostí výroby, takže otázka mezitímního chlazení musí být zvlášť řešena případ od případu.

Nepatrné spotřeby energie se dosahuje především tím, že krátkodobé zahřívání tvářených částí folie se děje bez přivádění tepelné energie zvenčí, a že potřebná zahřívací energie se vytváří přímo ve fólii nebo na ní.

Zahřívací energie pro změkčení fólie se vytváří jen teplem tření, které se získává krátkodobě přímo v oblasti působení na ty části fólie, jenž mají být při tažení přeformovány. Právě při tom se neočekávaně nepřenáší teplo zvenčí, nýbrž se vytváří v oblasti změkčování. Toho se dosáhne tak, že změkčované části fólie se uvedou přímo do styku s frikčním členem, vůči fólii pohybovaným. K tomu se použije hlubokotonážného razníku, který je upraven pro vytvarování důlku do folie a který se uvádí v otáčení alespoň při hlubokotažném postupu. Toto provedení má také tu výhodu, že se frikční člen může přesně vést a tím se může potřebné množství tepla přesně dávkovat, aniž by se překročily meze rozkladu nebo. podobně.

Vynález se tedy týká zařízení pro hluboké tažení folií za studená, zejména k provádění shora uvedeného způsobu, kteréžto zařízení obsahuje matrici jako podložku a přidržení pro fólii při hlubokém tažení a dále tvářecí nástroj, který je příčně pohybovátelný vůdčí povrchu fólie a matrice. Toto zařízení obsahuje podle vynálezu změkčovací ústrojí, které je upraveno na fólii v oblasti částí, které na ní mají být změkčeny, a které účelně je opatřeno nejméně jedním frikčním členem, uváděným do dosednutí na fólii. Lze upravit větší počet těchto frikčních členů, jestliže v jedné obalové rovině má být například umístěn velký počet výlisků, například tablet nebo cukrovinek.

Výkresy

Další přednosti a další provedení vynálezu jsou vysvětlena za pomoci přiložených výkresů, kde znázorňují:

obr. 1 svislý částečný průřez hlubokotažným zařízením podle vynálezu pro balení tablet nebo dražé v uzavřeném provozním stavu a obr. 2 zařízení podle obr. 1 v otevřeném pracovním stavu.

U znázorněného hlubokotažného zařízení není teplo přiváděno ani tepelným sáláním nebo obecně zářivou energií, ani dotykovým otápěním, což je shora zmíněných známých postupů základním předpokladem plastického tváření.

Pro tváření fólie 4 z plastické hmoty se užije chlazené hlubokotažné matrice 1, přičemž fólie 4 z plastické hmoty se při

v..

VY každém pracovním taktu nahřívá třecím teplem, vytvářeným v ní popřípadě na jejím povrchu přímo na jejích přetvařovaných místech. Je třeba tedy vytvářet změkčovacím ústrojím 26 místní třecí teplo pouze na oněch místech fólie, která jsou přímo přetvářena.

K tomu slouží otáčivé hlubokotažné razníky 5 ze špatných vodičů tepla, takže teplo není prakticky odváděno ven. Teplo, vytvořené třením, postačí právě u polypropylenových fólí k tomu, aby při znázorněném tvaru hlubokotažného razníku 5 provedlo nutné přetvoření folie 4 z plastické hmoty.

Tyto hlubokotažné razníky 5 jsou každý uloženy v pastorkových hřídelích 10, jež se otáčejí kolem své osy 25, jsou připojeny na společný hnací motor 6 a jím jsou zpravidla uváděny trvale do otáčení.

Tvarovaná fólie 4 se při teplotě místnosti upne na povrchu chlazené hlubokotažné matrice 1, upne přidržovačem 8, vedeným v osových ložiskách 21, a to pomocí vratné pružiny 12. Zdvihacím agregátem 16, který je připojen na montážní desku 15 jakož i na upevňovací desku 9, se hlubokotažné matrice 1 svisle vyzvedne na vodicích sloupcích 7, takže se zavedená fólie 4 z plastické hmoty svisle upne mezi přidržovači 8 a hlubokotažnou matricí 1 a, jak je znázorněno na obr. 1, se deformuje hlubokotažným razníkem 5. Chladicí kanál 2. v hlubokotažné matrici 1 se pro lepší odvádění tepla naplní vodou. Je-li tohoto přídavného chlazení zapotřebí, je třeba v každém jednotlivém případě přezkoušet na základě provozních poměrů a materiálu fólie.

Pod osovým tlakem hlubokotažných razníků 5 otáčejícícch se poměrně nízkým počtem otáček, se fólie 4 z plastické hmoty místně zahřátá, vtlačí do vývrtu 2 matrice a okamžitě tam ztuhne účinkem chladicího prostředí, vedeného v chladicím kanálu 2 hlubokotažné matrice 1.

Po snížení hlubokotažné matrice 1, která je vybavena osovými ložisky 14, se přetvořená folie 4. z plastické hmoty sejme přidržovačem 8 za působení vratné pružiny 12, jak je to naznačeno na obr. 2.

Zařízení obsahuje spodní úložnou desku 11 a horní úložnou desku 12. Mezi úložnými deskami 11. 12 jsou středově v ložiskách 13 vedeny pastorkové hřídele 10. Tyto pastorkové hřídele jsou centrálně poháněny hnacím pastorkem 17, který je uložen na hnacím hřídeli 18 pohonu 6, plynule regulovatelného. Hlubokotažné razníky 5 jsou vyměnitelně uloženy na pastorkových hřídelích 10 a mohou být podle potřeby nahrazeny razníky s jinou konfigurací.

Celá nástrojová jednotka je namontována na vodicích sloupcích 7 a upevněna maticemi 20.

Na obr. 2 je znázorněn hlubokotažný pohárek 22, který v zařízení vznikl bez působení cizího tepla.

PATENTOVÉ NÁROKY

Claims (7)

1. Způsob hlubokého tažení fólií za studená, vyznačující se tím, že se zahřívací enegrie pro změkčení tvářených částí fólie krátkodobě vytváří teplem tření přímo na částech fólie určených pro přetváření .

2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se změkčované části folie přivedou přímo do styku s frikčním členem, vůči folii pohybovaným.

3. Způsob podle nároku 2, vyznačující se tím, že hlubokotažný razník, upravený pro vytvarování důlku do fólie a sloužící jako frikční člen uvádí do otáčení alespoň v průběhu hlubokotažného postupu.

4. Zařízení pro hluboké tažení nejméně jednoho důlku ve fólii k provádění způsobu podle nároku 1, při kterém se během hlubokého tažení za studená zahřívají třením pouze ty oblasti fólie, které mají být přetvořeny, s podložkou a přidrzovačem pro fólii při hlubokém tažení, s tvářecím nástrojem, pohybovatelným napříč k povrchu fólie a s frikčním členem, doléhajícím na části fólie, určené k zahřátí, vyznačující se tím, že podložka pro fólii je vytvořena jako hlubokotažná matice (1) s matricovými vývrty, odpovídajícími vytvářeným důlkům (22) , a že frikční člen je vytvořen jako hlubokotažný razník (5), který je uveditelný do otáčení kolem své podélné osy, probíhající kolmo k povrchu fólie.

5. Zařízení podle nároku 4, vyznačující se tím, že hlubokotažný razník (5) je vyměnitelně uložen na vyměnitelném hřídeli (10).

6. Zařízení podle kteréhokoliv z nároků 4 nebo 5, vyznačující se tim, že zdvih zdvihacího agregátu (16) pro hlubokotažnou matrici (1) nebo pro hlubokotažný razník (5) je nastavitelný podle hustoty důlků.

7. Zařízení podle kteréhokoliv z nároků 4, 5 nebo 6, vyznačující se tím, že hlubokotažná matrice (1) je opatřena jedním nebo několika matricovými vývrty (3).

2 výkresy