DE102013019432B4 - Thermoforming tool for heating a pre-stretch die for thermoforming plastic films - Google Patents

Thermoforming tool for heating a pre-stretch die for thermoforming plastic films Download PDF

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Abstract

Thermoformwerkzeug mit einer Vorrichtung zum Erwärmen eines Vorstreckstempels (6) für das Thermoformen von erwärmten Kunststofffolien (1) in einer Thermoformmaschine (9) umfassend ein Oberwerkzeug (4) und ein Unterwerkzeug (5), dadurch gekennzeichnet, dass das Oberwerkzeug (4) mindestens einen Induktor (8) und mindestens einen Vorstreckstempel (6), in den ein vollständig vom Material des Vorstreckstempels umgebener Ferritkern (7) eingebaut ist, aufweist zur induktiven Erwärmung des Vorstreckstempels (6).Thermoforming tool comprising a device for heating a pre-stretching punch (6) for thermoforming heated plastic films (1) in a thermoforming machine (9) comprising an upper tool (4) and a lower tool (5), characterized in that the upper tool (4) at least one Inductor (8) and at least one Vorstreckstempel (6), in which a completely surrounded by the material of Vorstreckstempels ferrite core (7) is installed, for inductive heating of the pre-stretching die (6).

Description

Die Erfindung betrifft ein Thermoformwerkzeug zum Erwärmen eines Vorstreckstempels für das Thermoformen von Kunststofffolien.The invention relates to a thermoforming tool for heating a Vorstreckstempels for thermoforming of plastic films.

Stand der TechnikState of the art

Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, Vorstreckstempel durch den Einsatz von Heizpatronen zu erwärmen. Nachteilig daran ist, dass empfindliche Bauelemente wie die Heizpatronen und elektrische Zuführungen dauernden Bewegungen und Erschütterungen ausgesetzt sind. Dies hat dazu geführt, dass diese Systeme sich am Markt nicht durchgesetzt haben.From the prior art it is known to heat pre-stretch stamp by the use of heating cartridges. The disadvantage of this is that sensitive components such as the heating cartridges and electrical feeds are exposed to constant movements and shocks. This has meant that these systems have not prevailed on the market.

Andererseits besteht der Wunsch, den Vorstreckstempel, besonders bei Produktionsbeginn so aufzuheizen, dass er bei Produktionsbeginn die Temperatur aufweist, die sich als Beharrungstemperatur nach einer längeren Produktionszeit einstellt. Zum anderen ergeben sich Möglichkeiten, über die Temperatur des Vorstreckstempels die Rheologie der Verstreckung, d. h. die Reibverhältnisse zwischen Vorstreckstempel und Kunststofffolie gezielt zu beeinflussen.On the other hand, there is a desire to heat the pre-stretch die, especially at the start of production so that it has the temperature at the beginning of production, which sets as a steady-state after a longer production time. On the other hand, there are possibilities over the temperature of the pre-stretching die the rheology of the stretching, d. H. to selectively influence the friction conditions between the pre-stretch punch and the plastic foil.

Aus EP 2 258 536 B1 ist bekannt, Vorstreckstempel durch Induktion zu erwärmen. Induktionsspulen erwärmen die Sammelplatte, an der die Vorstreckstempel montiert sind. Durch Wärmeleitung, ausgehend von der induktiv erwärmten Sammelplatte, erfolgt die Erwärmung der Stempel, die aus einem gut leitenden Material, beispielsweise Aluminium, gefertigt sind. Diese Technik mit Aluminiumstempel ist auf kleinste Vertiefungen für Medikamentenblister beschränkt. Für hohe Verstreckverhältnisse und komplizierte Ausformungen ist der Werkstoff Aluminium als Werkstoff für Streckstempel ungeeignet. Für diesen Bereich verwendet man schlecht leitende Werkstoffe, bei denen die Erwärmung über diese Distanz nicht funktioniert.Out EP 2 258 536 B1 is known to heat pre-stretch stamps by induction. Induction coils heat the collector plate on which the pre-stretchers are mounted. By heat conduction, starting from the inductively heated collecting plate, the heating of the stamp, which are made of a highly conductive material, such as aluminum, is made. This aluminum stamped technique is limited to the smallest cavities for medicine blister packs. For high draw ratios and complicated formations, the material aluminum is unsuitable as a material for draw punches. In this area, poorly conductive materials are used where heating does not work over this distance.

Aus GB 1 352 462 A ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verformen von Kunststoff bekannt, bei dem Kunststoff, der nicht erwärmt wurde, also bei Raumtemperatur vorliegt, mit einem durch Induktion erhitzten Werkzeug verformt wird. Das durch Induktion erwärmte Werkzeug trifft auf die Kunststofffolie, die bei Raumtemperatur vorliegt und verformt anschließend die Kunststofffolie, indem das erwärmte Werkzeug in die Kunststofffolie abgesenkt wird und anschließend mit Kühlwasser gekühlt wird. Bei einer solchen Negativformung ist die Gefahr groß, dass die Folie beim Abkühlen des Werkzeugs auf das Werkzeug aufschrumpft und damit ein Rückziehen des Werkzeugs erschwert wird oder unmöglich gemacht wird. Weiterhin ist dieser Prozess sehr langsam, da das Werkzeug im Induktor nach der Abkühlung zunächst wieder vollständig aufgeheizt werden muss.Out GB 1 352 462 A For example, there is known a method and apparatus for plastic deformation in which plastic that has not been heated, that is at room temperature, is deformed with an induction heated tool. The induction heated tool hits the plastic film, which is at room temperature, and then deforms the plastic film by lowering the heated tool into the plastic film and then cooling with cooling water. With such negative forming, there is a great danger that the film shrinks on cooling down of the tool on the tool and thus retraction of the tool is made difficult or impossible. Furthermore, this process is very slow because the tool in the inductor after cooling must first be fully reheated.

Aufgabenstellungtask

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Thermoformwerkzeug und ein Verfahren zum Erwärmen eines Vorstreckstempels so zu gestalten, dass die Vorrichtung keine empfindlichen Bauelemente aufweist.The invention has for its object to make a thermoforming mold and a method for heating a pre-stretching die so that the device has no sensitive components.

Gelöst ist diese Aufgabe erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 angegebenen Maßnahmen. Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus übrigen, in den jeweiligen Unteransprüchen genannten Merkmalen.This object is achieved according to the invention by the measures indicated in the characterizing part of claim 1. Further preferred embodiments of the invention will become apparent from the remaining features mentioned in the respective subclaims.

Ausführungsbeispielembodiment

Vorgeschlagen wird ein Thermoformwerkzeug mit einer Vorrichtung zum Erwärmen eines Vorstreckstempels für das Thermoformen von Kunststofffolien in einer Thermoformmaschine mit einem Oberwerkzeug und einem Unterwerkzeug, wobei das Oberwerkzeug mindestens einen Induktor und mindestens einen Vorstreckstempel mit einem Ferritkern aufweist zur induktiven Erwärmung des Vorstreckstempels.The proposal is for a thermoforming tool having a device for heating a pre-stretch die for thermoforming plastic films in a thermoforming machine with an upper tool and a lower tool, wherein the upper tool has at least one inductor and at least one pre-stretch punch with a ferrite core for inductive heating of the pre-stretch punch.

Der Vorteil des Thermoformwerkzeugs liegt darin, dass im bewegten Vorstreckstempel nur ein Ferritkern eingebaut ist, der im einfachsten Fall als kostengünstige Scheibe aus ferritischem Stahl ausgebildet ist. Beim Absenken des Vorstreckers entfernt sich der Ferritkern aus dem Wirkungsbereich des Induktors, der über dem Vorstrecker angebracht ist, wenn sich dieser in seiner obersten Position befindet. In der obersten Position befindet sich der Ferritkern im Wirkungsbereich des Induktors und im Ferritkern werden Wirbelströme induziert, die zur raschen Erwärmung des Ferritkerns führen. Der Ferritkern überträgt diese Energie im Kontaktverfahren an den Vorstreckstempel. Der Ferritkern benötigt keinerlei elektrische Leitungen oder elektrischen Bauelemente, sondern wird passiv erwärmt durch die Wirbelströme, die der Induktor in seinem Nahbereich in Bauteilen mit ferritischen Stählen induziert.The advantage of the thermoforming tool is that only one ferrite core is installed in the moving pre-stretching die, which in the simplest case is designed as a cost-effective disk made of ferritic steel. When lowering the pre-stretchers, the ferrite core is removed from the area of action of the inductor, which is mounted over the pre-stretchers, when this is in its uppermost position. In the uppermost position, the ferrite core is located in the area of action of the inductor, and eddy currents are induced in the ferrite core, leading to rapid heating of the ferrite core. The ferrite core transfers this energy in the contact process to the Vorstreckstempel. The ferrite core does not require any electrical leads or electrical components but is passively heated by the eddy currents induced by the inductor in its vicinity in ferritic steels.

Der Induktor ist ortsfest, beispielsweise am Oberwerkzeug angebracht. Der Induktor selbst ist ein robustes und einfaches Bauteil und besteht beispielsweise aus einer schneckenförmig gewickelten Kupferlitze, die so ausgelegt ist, dass sie die Hochfrequenzwechselspannung, die die Ansteuerung der Kupferlitze aufprägt, ertragen kann. Die Ansteuerung kann beispielsweise schwingungsentkoppelt außerhalb oder innerhalb des Thermoformwerkzeugs aufgebaut sein.The inductor is stationary, for example, attached to the upper tool. The inductor itself is a robust and simple component and consists for example of a helically wound copper strand, which is designed so that it can withstand the high-frequency AC voltage, which imprints the control of the copper strand. The control can be constructed, for example, vibration-decoupled outside or inside the thermoforming mold.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind nachfolgend anhand der schematischen Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:Further details of the invention are described below with reference to the schematic drawings. Show it:

1 Eine Thermoformmaschine 9, in der Kunststofffolie 1 in einer Heizung 2 erwärmt und in einer Formstation 3 verformt wird. Die Formstation weist ein Thermoformwerkzeug auf, das ein Oberwerkzeug 4 und ein Unterwerkzeug 5 umfasst. 1 A thermoforming machine 9 , in the plastic film 1 in a heater 2 heated and in a forming station 3 is deformed. The forming station has a thermoforming tool, which is an upper tool 4 and a lower tool 5 includes.

2 Ein Thermoformwerkzeug, umfassend ein Oberwerkzeug 4 und ein Unterwerkzeug 5. Das Oberwerkzeug 4 umfasst einen Niederhalter 11, der die Folie 1 gegen das Unterwerkzeug 5 presst. Zentrisch im Niederhalter 11 ist ein axial verschieblicher Vorstreckstempel 6 angeordnet, in dem ein Ferritkern 7 eingebaut ist. Der Ferritkern 7 weist vorteilhafterweise Verlängerungen 12 auf, die die Wärme im Vorstreckstempel 6 verteilen. Im Vorstreckstempel 6 ist weiterhin vorteilhafterweise ein Temperatursensor 10 eingebaut, der die Temperaturwerte drahtlos an die Steuerung der Thermoformmaschine 9 überträgt. 2 A thermoforming tool comprising an upper tool 4 and a lower tool 5 , The upper tool 4 includes a hold-down 11 who is the foil 1 against the lower tool 5 pressed. Centric in the holddown 11 is an axially displaceable Vorstreckstempel 6 arranged in which a ferrite core 7 is installed. The ferrite core 7 advantageously has extensions 12 put on the heat in the pre-stretch stamp 6 to distribute. In the pre-stretch stamp 6 is also advantageously a temperature sensor 10 built-in, which sends the temperature values wirelessly to the control of the thermoforming machine 9 transfers.

Es wird im Rahmen der Erfindung vorgeschlagen, ein Thermoformwerkzeug mit einer Vorrichtung zum Erwärmen eines Vorstreckstempels 6 für das Thermoformen von Kunststofffolien 1 in einer Thermoformmaschine 9 umfassend ein Oberwerkzeug 4 und ein Unterwerkzeug 5, so auszuprägen, dass das Oberwerkzeug 4 mindestens einen Induktor 8 und mindestens einen Vorstreckstempel 6 mit mindestens einem vollständig vom Material des Vorstreckstempels umgebener Ferritkern 7 aufweist zur induktiven Erwärmung des Vorstreckstempels 6.It is proposed in the context of the invention, a thermoforming tool with a device for heating a Vorstreckstempels 6 for thermoforming of plastic films 1 in a thermoforming machine 9 comprising an upper tool 4 and a lower tool 5 so to stamp out that the top tool 4 at least one inductor 8th and at least one pre-stretch stamp 6 with at least one ferrite core completely surrounded by the material of the pre-stretch die 7 has for inductive heating of the pre-stretching die 6 ,

Weiterhin ist es erfinderisch vorgesehen, dass der Induktor 8 ortsfest im Oberwerkzeug 4 angeordnet ist.Furthermore, it is inventively provided that the inductor 8th stationary in the upper tool 4 is arranged.

Ebenfalls ist es vorteilhaft, wenn der Induktor 8 als Torus ausgebildet ist.It is also advantageous if the inductor 8th is designed as a torus.

Eine vorteilhafte Ausprägung stellt ein Ferritkern 7 dar, der als Scheibe ausgebildet ist, die eine geometrische Ähnlichkeit zur Kontur des Vorstreckstempels 6 aufweist.An advantageous embodiment is a ferrite core 7 which is formed as a disc, which has a geometric similarity to the contour of the pre-stretching die 6 having.

Es ist ebenfalls vorteilhaft, wenn der Ferritkern 7 Verlängerungen 12 aufweist, die in Richtung der unteren Kante des Vorstreckstempels 6 weisen und die Wärme des Ferritkerns 7 an die untere Kante des Vorstreckstempels 6 leiten.It is also advantageous if the ferrite core 7 Renewals 12 that points toward the lower edge of the pre-stretch die 6 wise and the heat of the ferrite core 7 to the lower edge of the pre-stretching punch 6 conduct.

Weiter ist es vorteilhaft, wenn im oder am Vorstreckstempel 6 ein Temperatursensor 10 angeordnet ist.Further, it is advantageous if in or on the Vorstreckstempel 6 a temperature sensor 10 is arranged.

Es wird außerdem vorgeschlagen, dass der Temperatursensor 10 im oder am Vorstreckstempel 6 eine drahtlose Verbindung zur Steuerung der Thermoformmaschine 9 aufweist.It is also suggested that the temperature sensor 10 in or on the Vorstreckstempel 6 a wireless connection to control the thermoforming machine 9 having.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
KunststofffoliePlastic film
22
Heizungheater
33
Formstationforming station
44
Oberwerkzeugupper tool
55
Unterwerkzeuglower tool
66
VorstreckstempelPlug assist
77
Ferritkernferrite
88th
Induktorinductor
99
ThermoformmaschineThermoforming machine
1010
Temperatursensortemperature sensor
1111
NiederhalterStripper plate
1212
Verlängerungrenewal

Claims (7)

Thermoformwerkzeug mit einer Vorrichtung zum Erwärmen eines Vorstreckstempels (6) für das Thermoformen von erwärmten Kunststofffolien (1) in einer Thermoformmaschine (9) umfassend ein Oberwerkzeug (4) und ein Unterwerkzeug (5), dadurch gekennzeichnet, dass das Oberwerkzeug (4) mindestens einen Induktor (8) und mindestens einen Vorstreckstempel (6), in den ein vollständig vom Material des Vorstreckstempels umgebener Ferritkern (7) eingebaut ist, aufweist zur induktiven Erwärmung des Vorstreckstempels (6).Thermoforming tool with a device for heating a pre-stretching punch ( 6 ) for the thermoforming of heated plastic films ( 1 ) in a thermoforming machine ( 9 ) comprising an upper tool ( 4 ) and a lower tool ( 5 ), characterized in that the upper tool ( 4 ) at least one inductor ( 8th ) and at least one pre-stretch stamp ( 6 ) into which a ferrite core completely surrounded by the material of the pre-stretch die ( 7 ), has for inductive heating of the pre-stretching die ( 6 ). Thermoformwerkzeug gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Induktor (8) ortsfest im Oberwerkzeug (4) angeordnet ist.Thermoforming tool according to claim 1, characterized in that the at least one inductor ( 8th ) stationary in the upper tool ( 4 ) is arranged. Thermoformwerkzeug gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Induktor (8) als Torus ausgebildet ist.Thermoforming tool according to claim 1, characterized in that the at least one inductor ( 8th ) is designed as a torus. Thermoformwerkzeug gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ferritkern (7) als Scheibe ausgebildet ist, die eine geometrische Ähnlichkeit zur Kontur des Vorstreckstempels (6) aufweist.Thermoforming tool according to claim 1, characterized in that the ferrite core ( 7 ) is formed as a disc which has a geometric similarity to the contour of the pre-stretch die ( 6 ) having. Thermoformwerkzeug gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Ferritkern (7) Verlängerungen (12) aufweist, die in Richtung der unteren Kante des Vorstreckstempels (6) weisen und die Wärme des Ferritkerns (7) an die untere Kante des Vorstreckstempels (7) leiten.Thermoforming tool according to claim 4, characterized in that the ferrite core ( 7 ) Extensions ( 12 ), which in the direction of the lower edge of the pre-stretching die ( 6 ) and the heat of the ferrite core ( 7 ) to the lower edge of the Vorstreckstempels ( 7 ) conduct. Thermoformwerkzeug gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im oder am Vorstreckstempel (6) ein Temperatursensor (10) angeordnet ist.Thermoforming tool according to claim 1, characterized in that in or on the pre-stretching punch ( 6 ) a temperature sensor ( 10 ) is arranged. Thermoformwerkzeug gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperatursensor (10) im oder am Vorstreckstempel (6) eine drahtlose Verbindung zur Steuerung der Thermoformmaschine (9) aufweist. Thermoforming tool according to claim 6, characterized in that the temperature sensor ( 10 ) in or on the pre-stretch stamp ( 6 ) a wireless connection for controlling the thermoforming machine ( 9 ) having.
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GB1352462A (en) * 1972-02-12 1974-05-08 Butlers Ltd Method and apparatus for re-forming plastics
EP2258536B1 (en) * 2009-06-05 2011-09-21 Uhlmann Pac-Systeme GmbH & Co. KG Device for thermoforming a film

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