DE102010007337A1

DE102010007337A1 - Thermoformwerkzeug zur Herstellung von Behältern aus einer erwärmten Kunststofffolie

Info

Publication number: DE102010007337A1
Application number: DE201010007337
Authority: DE
Inventors: Hans 75031 Masche
Original assignee: Marbach Werkzeugbau GmbH
Current assignee: Marbach Werkzeugbau GmbH
Priority date: 2010-02-09
Filing date: 2010-02-09
Publication date: 2011-08-11

Abstract

Das Thermoformwerkzeug zur Herstellung von Behältern aus einer erwärmten Kunststofffolie umfasst einen oberen und einen unteren Werkzeugteil (10, 12), die relativ zueinander aus einer offenen Werkzeugstellung in eine geschlossene Werkzeugstellung und umgekehrt bewegbar sind, und eine in dem unteren Werkzeugteil (12) vorgesehene Formeinrichtung (13) mit einer Vielzahl von Kavitäten (28), in denen jeweils ein unterer Formraumabschnitt (27) wenigstens eines Formraums zur Formung eines Gegenstands (40) ausgebildet ist. Zwischen dem oberen und unteren Werkzeugteil (10, 12) ist eine Schnittplatte (18) angeordnet, deren untere Oberfläche (24) in der geschlossenen Werkzeugstellung auf der oberen Oberfläche (25) der Formeinrichtung (13) aufliegt und sich in der offenen Werkzeugstellung im Abstand zur Formeinrichtung (13) befindet. In der Schnittplatte (18) ist einem unteren Formraumabschnitt (27) gegenüberliegend jeweils ein oberer Formraumabschnitt (26) des Formraums ausgebildet, dessen Querschnitt an der unteren Oberfläche (24) am größten ist und sich nach oben hin ohne Bildung von Hinterschneidungen an der Innenfläche des oberen Formabschnitts (26) verringert. Außerdem verringert sich der Querschnitt des unteren Formraumabschnitts (27) von der oberen Oberfläche (25) der Formeinrichtung (13) aus nach unten ohne Bildung von Hinterschneidungen an der Innenfläche des unteren Formabschnitts (27) oder ist im Wesentlichen konstant.

Description

Die Erfindung betrifft ein Thermoformwerkzeug zur Herstellung von Behältern aus einer erwärmten Kunststofffolie nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und ist insbesondere zur Herstellung von Behältern mit großen Hinterschnitten, z. B. sich nach oben flaschenhalsförmig verjüngenden Behältern geeignet, die im Fachjargon ”Bottles” genannt werden.
Zur Herstellung solcher Behälter ist es aus der DE 10 2006 016 686 A1 bekannt, Formeinheiten zu verwenden, die aus zwei horizontal verschiebbaren Backen bestehen. Die beiden Backen bilden einen insgesamt tonnenförmigen Formraum, der in der Mitte seinen größten Axialquerschnitt hat und sich nach oben und unten verjüngt. Nachdem der Behälter geformt ist, werden die beiden Backen in horizontaler Richtung auseinander gefahren und geben den geformten Artikel frei. Die Trennebene verläuft hierbei in den Artikeln in vertikaler Richtung, d. h. in einer Ebene, in der die Längsachse des Artikels liegt. Da die Backen in horizontaler Richtung auseinander gefahren werden, ist diese Lösung sehr platzaufwendig und schwer in bestehenden Thermoform-Kippmaschinen zu integrieren. Dieser große Platzbedarf bedingt, dass ein entsprechend ausgestaltetes Werkzeug im Vergleich zu einem Standardwerkzeug eine geringe Kavitätenanzahl aufweist, was auch zu einer geringen Folienausnutzung führt, wodurch die Maschinenleistung verringert und gleichzeitig die Kosten erhöht werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Thermoformwerkzeug zur Herstellung von Behältern mit relativ großen Hinterschnitten so auszubilden, dass es eine große Produktionsleistung und hohe Folienausnutzung aufweist.
Diese Aufgabe wird durch ein Thermoformwerkzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Thermoformwerkzeugs ist Gegenstand des Patentanspruchs 2.
Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Thermoformwerkzeugs ist die Trennebene des Artikels horizontal und zwar dort, wo der Artikel den größten Querschnitt aufweist. Dies ist bei z. B. bei tonnenförmigen rotationssymmetrischen Behältern die horizontale Ebene durch den Querschnitt mit größtem Außendurchmesser. Die Ausbringung der Artikel aus dem unteren Werkzeugteil kann durch eine vertikale Entformung erfolgen, so dass der Platzbedarf der einzelnen Formeinheiten gering ist und eine hohe Anzahl an Kavitäten in dem Unterwerkzeug untergebracht werden kann. Gleichzeitig sorgt dies für eine höhere Folienausnutzung, wodurch die Maschinenleistung erhöht und die Kosten pro geformtem Artikel verringert werden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen
1 einen Querschnitt durch ein Thermoformwerkzeug in offener Werkzeugstellung;
2 das Werkzeug von 1 in geschlossener Werkzeugstellung.
Das in den 1 und 2 gezeigte Thermoformwerkzeug dient zur Herstellung von Behältern 40 aus einer erwärmten Kunststofffolie, die einen rotationssymmetrischen Aufbau haben, wobei der untere Abschnitt einen konstanten Außendurchmesser aufweist und sich der obere Abschnitt nach oben flaschenhalsförmig verjüngt.
Das Thermoformwerkzeug weist einen oberen Werkzeugteil 10 und einen unteren Werkzeugteil 12 auf, die relativ zueinander aus der in 1 gezeigten offenen Stellung in die in 2 gezeigte geschlossene Stellung verfahrbar sind. In der Zeichnung sind aus Gründen der Übersichtlichkeit nur die für die Erfindung wesentlichen Elemente gezeigt.
In dem oberen Werkzeugteil 10 ist eine Vielzahl von zylindrischen Hohlräumen 14 ausgebildet, deren Längsachse in vertikaler Richtung verläuft und die in die Unterseite des oberen Werkzeugteils 10 münden. In den Hohlräumen 14 ist eine Schnitthülse 16 angeordnet, die mit ihrem unteren Ende über die untere Seite des oberen Werkzeugteils 10 vorsteht. In den jeweiligen Hohlräumen 14 können Niederhalter und Vorstrecker angeordnet werden, wie dies aus der DE 10 2006 016 686 A1 bekannt ist. Zusätzlich ist jeder Hohlraum an eine Formluftzufuhr angeschlossen.
Der untere Werkzeugteil 12 weist eine Formeinrichtung 13 auf, die eine Vielzahl von zylindrischen, in die obere Oberfläche 25 des unteren Werkzeugteils 12 mündenden Kavitäten 28 umfasst, die jeweils einem der Hohlräume 14 koaxial gegenüberliegen. An jede Kavität 28 schließt zentral eine koaxiale Durchgangsöffnung 31 geringeren Durchmessers an, die sich bis zur Unterseite des unteren Werkzeugteils 12 erstreckt. Wie es anhand der beiden rechten Kavitäten in 1 und 2 gezeigt ist, ist in jeder Kavität 28 ein Kopf 34 einer Auswerferstange 32 angeordnet, dessen Oberseite einen Formboden 29 eines unteren Formraumabschnitts 27 bildet, dessen Seitenwandung von einer Formhülse 30 gebildet wird. Von dem Kopf 34 der Auswerferstange 32 erstreckt sich ein Schaft 33 durch die Durchgangsöffnung 31, der an einer Auswerferleiste 38 befestigt ist.
Zwischen dem oberen Werkzeugteil 10 und dem unteren Werkzeugteil 12 ist eine Schnittplatte 18 vorgesehen, die an dem oberen Werkzeugteil 10 in vertikaler Richtung geführt und an diesem elastisch aufgehängt ist. In der Schnittplatte 18 sind den Hohlräumen 14 und den Kavitäten 28 gegenüberliegend obere Formabschnitte 26 ausgebildet, die die Form eines Flaschenhalses haben, der sich nach oben hin ohne Hinterschneidungen an seiner Innenwand verjüngt. Der größte Durchmesser des oberen Formraumabschnittes 26 befindet sich an der unteren Oberfläche 24 der Schnittplatte 18 und entspricht dem Durchmesser des unteren Formraumabschnitts 27 an der oberen Oberfläche 25 des unteren Werkzeugteils 12, so dass die beiden Formraumabschnitte 26, 27 in der geschlossenen Werkzeugstellung bündig ineinander übergehen.
Zur Herstellung eines Behälters 40 wird auf bekannte Weise eine Folie in einer Folienebene FE zwischen die Schnittplatte 18 und das obere Werkzeugteil 10 eingeführt, wenn sich das Werkzeug in der in 1 gezeigten offenen Stellung befindet. Anschließend wird das Werkzeug geschlossen. Die untere Oberfläche 24 der Schnittplatte 18 kommt zunächst zum Anliegen auf der oberen Oberfläche 25 des unteren Werkzeugteils 12 und dann kommt die obere Oberfläche der Schnittplatte 18 gegen die elastische Federkraft zum Anliegen an der Unterseite des oberen Werkzeugteils 12. Ein oberer Formraumabschnitt 26 in der Schnittplatte 18 bildet nun mit einem darunter liegenden unteren Formraumabschnitt 27 der Formeinrichtung 13 einen gemeinsamen Formraum mit einer horizontalen Trennebene. Diese Stellung ist in 2 gezeigt.
Daraufhin erfolgt die Einführung von Formluft und die Formung des Behälters 40 beispielsweise auf die aus der DE 10 2006 016 686 A1 bekannte Weise. Anschließend wird die Folie durch die Schnitthülsen 16 geschnitten, deren Außendurchmesser im Wesentlichen dem Innendurchmesser der oberen Öffnung der oberen Formraumabschnitte 26 entspricht, so dass die Folie abgeschert wird.
Nach Formung des Behälters 40 wird das Thermoformwerkzeug in die in 1 gezeigte offene Stellung gebracht, d. h. der untere Werkzeugteil 12 und der obere Werkzeugteil 10 werden relativ zueinander auseinander gefahren. Anschließend wird das untere Werkzeugteil 12 gekippt und die Auswerferstangen 32 durch Verschiebung der Auswerferleiste 38 gemeinsam in Richtung des unteren Werkzeugteils 12 nach oben bewegt, wodurch die Behälter 40 aus dem Werkzeug auf bekannte Weise ausgestoßen werden.
Bei der gezeigten Ausführungsform ist der untere Formraumabschnitt 27 im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet. Er kann jedoch auch so ausgebildet werden, dass er sich von der oberen Oberfläche 25 des unteren Werkzeugteils 12 aus nach unten ohne Hinterschneidungen an seiner Innenwand verjüngt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102006016686 A1 [0002, 0011, 0015]

Claims

Thermoformwerkzeug zur Herstellung von Behältern aus einer erwärmten Kunststofffolie, mit einem oberen und einem unteren Werkzeugteil (10, 12), die relativ zueinander aus einer offenen Werkzeugstellung in eine geschlossene Werkzeugstellung und umgekehrt bewegbar sind, einer in dem unteren Werkzeugteil (12) vorgesehenen Formeinrichtung (13) mit einer Vielzahl von Kavitäten (28), in denen jeweils ein unterer Formraumabschnitt (27) wenigstens eines Formraums zur Formung eines Gegenstands (40) ausgebildet ist, und einer zwischen dem oberen und unteren Werkzeugteil (10, 12) angeordneten Schnittplatte (18), deren untere Oberfläche (24) in der geschlossenen Werkzeugstellung auf der oberen Oberfläche (25) der Formeinrichtung (13) aufliegt und sich in der offenen Werkzeugstellung im Abstand zur Formeinrichtung (13) befindet, dadurch gekennzeichnet, dass in der Schnittplatte (18) einem unteren Formraumabschnitt (27) gegenüberliegend jeweils ein oberer Formraumabschnitt (26) des Formraums ausgebildet ist, dessen Querschnitt an der unteren Oberfläche (24) am größten ist und sich nach oben hin ohne Bildung von Hinterschneidungen an der Innenfläche des oberen Formraumabschnitts (26) verringert, und dass sich der Querschnitt des unteren Formraumabschnitts (27) von der oberen Oberfläche (25) der Formeinrichtung (13) aus nach unten ohne Bildung von Hinterschneidungen an der Innenfläche des unteren Formraumabschnitts (27) verringert oder im Wesentlichen konstant ist.
Thermoformwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der untere Formraumabschnitt (27) an seiner Unterseite durch einen Formboden (29) begrenzt wird, der auf der Oberseite eines Kopfes (34) einer in Axialrichtung des Formraums verschieblichen Auswerferstange (32) vorgesehen ist.
Thermoformwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der geschlossenen Werkzeugstellung der obere und der untere Formraumabschnitt (26, 27) bündig ineinander übergehen.