DE102007025036A1

DE102007025036A1 - Formteil mit Vorrichtung für die Ausformung der Seitenwände einer Tiefziehmulde und Verfahren zur Herstellung tiefgezogener Behältnisse

Info

Publication number: DE102007025036A1
Application number: DE200710025036
Authority: DE
Inventors: Claus Pohle
Original assignee: VARIOVAC PS SYSTEMPACK GmbH
Current assignee: VARIOVAC PS SYSTEMPACK GmbH
Priority date: 2007-05-29
Filing date: 2007-05-29
Publication date: 2008-06-26

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist ein Formteil (1) als Bestandteil eines Tiefziehformwerkzeuges aufweisend Formmulden (6) mit beweglichen Kontursegmenten (7) für die Ausformung von Konturen (9) in im Wesentlichen vertikalen Seitenwandflächen (10) der in den Formmulden (6) tiefgezogenen Behältnisse (8) und Verfahren zur Herstellung tiefgezogener Behältnisse aufweisend Konturen in der Seitenwand.

Description

Die Erfindung betrifft ein Formteil als Bestandteil eines Tiefziehformwerkzeuges, wobei das Formteil eine Vorrichtung für die Ausformung von Konturen in den im Wesentlichen vertikalen Seitenwänden der Tiefziehmulden aufweist und Verfahren zur Herstellung tiefgezogener Behältnisse aufweisend Konturen in der Seitenwand.
Ein Tiefziehformwerkzeug besteht aus einem Ober- und Unterteil. In diesen sind Heizungen zum Erwärmen der Folie vorgesehen und das eigentliche Formteil angeordnet. Das Unterteil des Tiefziehformwerkzeugs ist i. d. R. auf einem Hubsystem in der Tiefziehmaschine montiert. Ebenso ist es möglich, dass nur das Oberteil oder ggf. Ober- und Unterteil mittels eines Hubsystems beweglich sind. In der Regel ist aber das Oberteil ortsfest angeordnet und das Unterteil wird über ein Hebelsystem in vertikaler Richtung auf- und zugefahren. Im oberen Punkt wird die zu verformende angewärmte Folie zwischen Unter- und Oberteil eingeklemmt und fixiert. Das Anheizen und Verformen der Folie erfolgt mit z. B. Vakuum oder Druckluft oder einer Kombination aus beidem. Bei besonders schwierigen Formen ist es auch möglich einen Formstempel, meistens beheizt, zur Unterstützung der Ausbildung der Form im Formoberteil vorzusehen. Durch den Stempel wird die Foliendickenverteilung in der Tiefziehmulde positiv beeinflusst.
Auf Tiefzieh- bzw. Thermoformmaschinen werden so genannte Hartfolien zu nach oben offenen Behältnissen, wie Mulden, Bechern oder Behältern verformt. Diese Folien bestehen z. B. aus Polypropylen, Polyethylen, Polyester, Polystyrol, PVC und anderen Thermoplasten. Übliche Folienstärken betragen 150 bis 1500 μm. Die Folien können als Verbundfolien auch aus mehreren obiger Thermoplaste hergestellt sein.
In die Behälter werden häufig Konturen, z. B. in Form von Boden- oder auch Seitenstegen eingebracht. Manchmal ist es auch erwünscht Schriftzügen einzubringen. Es hat sich aber gezeigt, dass sich das Einprägen von Konturen in die Seitenwände als problematisch erweist, wenn die Ausformung eine Form hat, die das Entfernen des ausgezogenen Behältnisses aus den Formen behindert. Insbesondere bei Seitenschrägen die nahezu lotrecht verlaufen, wenn also die Tiefziehformmulden um bis zu 20°, insbesondere bis zu 10° nach innen konisch zulaufen, sind Konturen in die Seitenwände nicht mehr einbringbar, da die Kontur das Herausführen des ausgeformten Behältnisses behindert.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, Formteile zur Verfügung zu stellen mit denen beliebige Ausformungen der Seitenwände möglich werden, ohne dass das Behältnis nicht einfach und ohne Beschädigung aus dem Formteil entformbar wäre.
Die Erfindung wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 bzw. das Verfahren nach Anspruch 8 beschrieben. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche oder nachfolgend beschrieben.
Die Behältnisse werden in den Formmulden ausgeformt. In die Seitenwände der Formmulden sind hierzu bewegliche Kontursegmente eingebracht. Die Kontursegmente schließen an die Seitenwände der Formmulde beim Ausformen an und bestimmen so die Kontur definierter Zonen der ausgeformten Wand des Behältnisses.
In die Kontursegmente sind die darzustellenden Konturen, z. B. Schriftzüge, Logos, Rippen, Nuten oder Abbildungen, positiv und/oder negativ eingebracht. Die Kontursegmente sind beweglich mit den Formmulden verbunden, um vor oder bei einer Hubbewegung des Ober- oder Unterteils, in dem das Formteil mit Formmulde gelagert ist, aus der Wand der Formmulde herauszuschwenken. Vorzugsweise sind die Kontursegmente im Bereich des von der Öffnung der Formmulde beabstandeten Endes der Kontursegmente mit der Formmulde schwenkbar verbunden.
Die Kontursegmente sind z. B. mechanisch über einen Hebelmechanismus mit Pneumatik- oder Elektroantrieb beweglich.
Die Seitenschrägen der erfindungsgemäßen Formmulden umfassend das Kontursegment weisen vorzugsweise einen Neigungswinkel von 0 bis 20 Grad, insbesondere 0 bis 10 Grad, jeweils bezogen auf die Flächennormale zur durch den oberen umlaufenden Rand definierten Fläche der Formmulde bzw. die Standfläche des Behältnisses, auf. Aufgrund des von der Seitenwand der Formmulde weggeführten Kontursegments kann das ausgeformte Behältnis ohne Probleme aus dem Formteil entfernt werden ohne am Formteil hängen zu bleiben oder sich mit diesem zu verhaken.
Die Kontursegmente weisen eine Konturplatte auf, die in der Arbeitsstellung von der Seitenwand der Formmulde im Wesentlichen bündig umgrenzt ist. Die angewärmte Folie wird beim Verformen im Formwerkzeug und somit auch auf den Kontursegmenten mit der Kontur thermoplastisch verformt.
Vor dem Öffnen des Formwerkzeuges lenkt die Konturplatte des Kontursegments aus der Wandebene der Formmulde aus und gibt den Weg frei für ein sicheres beschädigungsfreies Herausführen des Behältnisses beim Öffnen des Formwerkzeuges.
Beim Schließen des Formwerkzeuges für einen neuen Formvorgang werden die Segmente wieder automatisch in die Arbeitsposition – bündig mit den Seitenwänden der Formmulde – gebracht.
Die Erfindung wird durch die nachfolgenden Figuren erläutert, ohne auf dies beschränkt zu sein. Es zeigen:
1 das tiefgezogene Behältnis,
2 das Formteil in einer Aufsicht mit einer Vielzahl von Formmulden herausgelöst aus dem Unterteil,
3: eine Vergrößerung des in 2 dargestellten Ausschnitts A, aus dem Formteil, um die Formmulden und die Kontursegmente in diesen besser zu zeigen,
4 einen Schnitt durch einen Teil das Unterteils mit Formteil zeigend die durch einen Hebelmechanismus geführten Kontursegmente in der Stellung geschlossen und
5 einen Schnitt gemäß 4 (vergrößert) jedoch in der Stellung offen mit aus der Formmulde herausbewegten Kontursegmenten.
Gemäß der in den Figuren dargstellten Ausführungsform werden mit einem Formteil 1 tiefgezogene Behältnisse 3, welche eine Seitenwand 4 mit eingebrachter Kontur 5 aufweisen, hergestellt.
Das Formteil 1 ist in ein Unterteil 2 eingelassen, das über ein nicht dargestelltes Hubsystem beweglich ist. Um die besondere Ausgestaltung der Formmulden 6 besser zu zeigen, ist der mit A angedeutete Ausschnitt der 2 in 3 vergrößert dargestellt. Die Formmulden weisen Seitenflächen auf welche mit einem Neigungswinkel α konisch aus der Flächenormale über die Stirnfläche des Formteil nach innen hin ausgelenkt sind. In derart steile Seitenwände 4 sind normalerweise keine Konturen 5 einbringbar.
Um dennoch Konturen 5 einzubringen, z. B. in die Formmulde 6 nach innen hervorstehende Konturen 9 (bzw. nicht dargestellt nach außen), sind die Konturen 9 auf einer Konturplatte 8 angeordnet, die nach außen, d. h. aus der Formmulde heraus ausschwenkbar ist. Die Konturplatte 8 wird ringsum von den Seitenwandflächen 4 der Formmulde 6 umschlossen.
Das Ausschwenken der Konturplatte 8 wird anhand der 4 und 5 erläutert. Die Konturplatte 8 wird mittels einer schwenkbaren Lagerung mit Bolzen 11, die eine Drehbewegung um einen Drehpunkt 15 bewirkt, und Armen aus der Seitenwandfläche 4 der Formmulde 6 herausgelenkt. Die sich aus dem Innenraum der Formmulde 6 entfernenden Konturen 9 (positiv und/oder negativ) geben das Behältnis frei, so dass dieses aus der Formmulde herausgelöst wird, wenn sich das Unterteil wieder senkt ohne, dass das Behältnis beschädigt wird.
Wird der Pneumatikzylinder 13 betätigt (5) wirkt er über die Kolbenstange 14 über die Zugplatte 12 und die Bolzen 11 auf die Kontursegmente 7, um diese aus der Form auszufahren. Die Kontursegmente sind in den Drehpunkten 15 gelagert. Die Zugplatte 12 steht (in 5 durch die Strichlinien 16 angedeutet) mit dem Bolzen 11 in Wirkverbindung, womit sich die Bolzen 11 in den schräg eingebrachten Langlöchern der Kontursegmente 7 vertikal nach oben bewegen, was eine Drehbewegung, d. h. ein Öffnen der Wangen und ein Ausfahren der Kontursegmente 7 hervorruft. Die Kolbenstange 14 bewegt sich genauso wie Zugplatte 12.
Durch das Hochfahren der Kolbenstange 14 wird die Zugplatte 12 mit den Bolzen 11 nach oben bewegt, wodurch die in den schräg angeordneten Langlöchern geführten Bolzen 11, die mit der Zugplatte in fester Wirkverbindung stehen, ebenfalls nach oben bewegt werden und die Kontursegmente 7 bzw. Konturplatte 8 als Teil der Kontursegmente 7 aus den Wandflächen, von dem ausgeformten Behältnis weg, herausgeklappt werden. In 4 ist die Zugplatte 12 in der Stellung unten dargestellt mit in das Behältnis ragenden Konturen.
Die Ansteuerung des Pneumatikzylinders 13 erfolgt seitens der Maschinensteuerung. Ist das Formteil oben, liegt das Kontursegment 7 bündig gemäß 4 an bis zum Ende des Ausformvorgangs. Zum Ende des Ausformvorgangs geht die Kolbenstange 14 nach oben und das Kontursegment (5) fährt aus der Form heraus. Dies erfolgt wenn das Formteil unten Umsteuerung nach unten geht.

Claims

Formteil (1) für ein Tiefziehformwerkzeug zur Herstellung von in den Seitenwänden Konturen (5) aufweisenden aus Folien tiefgezogenen Behältnissen (3), dadurch gekennzeichnet, dass das Formteil (1) zumindest eine Formmulde (6) zum Ausformen der Behältnisse (3) aufweist und die Formmulde (6) zumindest ein beweglich in bzw. an einer der Seitenwandflächen (10) der Formmulde (6) gelagertes Kontursegmente (7) aufweist bzw. umfasst, wobei das Kontursegmente (7) eine Konturplatte (8) mit positiven und/oder negativen einzuprägenden Konturen (9) aufweist und die Konturplatte (8) von der Seitenwandfläche (10) der Formmulde (6) nach außen wegführbar ist, wenn das Formteil (1) aus der Ebene der Folie bewegt wird, um das ausgeformte Behältnis (3) aus der Formmulde (6) herauszuführen.
Formteil gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Konturplatte (8) Konturen (9) in der Form von Schriftzügen, Logos, Rippen, Nuten und/oder Abbildungen aufweist.
Formteil gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Konturplatte (8) aus der Seitenwandfläche (10) der Formmulde (6) schwenkend heraus beweglich ist und hierzu vorzugsweise im Bereich des von der Öffnung der Formmulde beabstandeten Endes des Kontursegments (7) mit der Formmulde schwenkbar verbunden ist und das Kontursegments (7) insbesondere mittels eines in einem Langloch verfahrbaren Bolzens (11) um einen Drehpunktes (15) schwenkbar ist.
Formteil gemäß Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das/die Kontursegmente (7) über einen Hebelmechanismus (12) mit Pneumatik- oder Elektroantrieb beweglich/schwenkbar sind.
Formteil gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenwandfläche (10) der Formmulden (6) im Bereich der Konturplatte (8) des Kontursegments (7) einen Neigungswinkel (α) von 0 bis 20, insbesondere 0 bis 10 Grad, konisch nach innen zum Boden der Formmulde hin aufweist.
Formteil gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mechanik vorgesehen ist, die die Konturplatte (8) als Bestandteil des Kontursegments (7) vor und ggf. auch beim Öffnen des Formwerkzeuges aus der Seitenwandfläche (10) der Formmulde auslenkt, insbesondere ein Hebelmechanismus (12) mit Drehpunkt (15).
Formteil gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mechanik vorgesehen ist, die die Konturplatte (8) vor dem Ausformen des Behältnisses (3) in die Arbeitsposition bündig mit den Seitenwändflächen (10) der Formmulde (6) bringt, vorzugsweise beim (Ver-)Schließen des Unterteils, kurz vor dem (Ver-)Schließen des Unterteils und/oder bei verschlossenem Unterteil.
Vefahren zum Einbringen von Konturen in die Seitenwände von tiefgezogenen Behältnissen (3) unter Verwendung des Formteils (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7.