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Die Erfindung betrifft ein Thermoformwerkzeug zur Herstellung eines Formteils aus erwärmter thermoplastischer Kunststofffolie. Konkret wird eine Formeinrichtung für ein derartiges Thermoformwerkzeug beschrieben.
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Thermoformwerkzeuge zur Herstellung von Formteilen (wie beispielsweise Becher oder Deckel) aus erwärmter thermoplastischer Kunststofffolie umfassen ein unteres Werkzeugteil (oder kurz Werkzeugunterteil) und ein oberes Werkzeugteil (kurz Werkzeugoberteil), die bei einem Thermoformprozess relativ zueinander bewegbar sind. Das Thermoformwerkzeug umfasst ferner wenigstens eine Formeinrichtung, die je nach Ausgestaltung einer Thermoformmaschine im unteren Werkzeugteil oder oberen Werkzeugteil aufgenommen sein kann. Die Formeinrichtung umfasst einen Formeinsatz oder Formring sowie einen Formboden. Der Formboden bildet zusammen mit dem Formeinsatz einen Formraum zur Ausformung der Formteile. Der Formeinrichtung gegenüberliegend und im oberen Werkzeugteil oder unteren Werkzeugteil angeordnet, befindet sich eine Niederhaltereinrichtung (kurz Niederhalter). Der Niederhalter ist dazu vorgesehen, während des Thermoformprozesses eine zwischen dem oberen Werkzeugteil und dem unteren Werkzeugteil eingebrachte Kunststofffolie niederzuhalten.
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Gemäß einer Implementierung kann der Niederhalter zur Aufnahme einer Vorstreckeinrichtung (kurz Vorstrecker) vorgesehen sein. Dieser ist zur Vorformung der Formteile vorgesehen. Hierfür ist der Vorstrecker zwischen einer Ruhestellung und Streckstellung hin und her verschiebbar. In der Ruhestellung befindet sich der Vorstrecker in einer offenen Ausnehmung des Niederhalters, während in der Streckstellung der Vorstrecker in den Formraum verschoben ist.
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Bei einem Formprozess wird zunächst die Kunststofffolie mit Hilfe einer Heizeinrichtung auf Umformtemperatur gebracht. Die erwärmte Kunststofffolie wird dann zwischen dem unteren und oberen Werkzeugteil eingebracht. Anschließend wird das Thermoformwerkzeug geschlossen, indem beispielsweise mittels einer Hubbewegung das untere Werkzeugteil gegen das obere Werkzeugteil bewegt wird oder mittels einer Absenkbewegung das obere Werkzeugteil gegen das untere Werkzeugteil bewegt wird. Beim Schließen des Thermoformwerkzeugs wird die Kunststofffolie angeschnitten und der Formteilrand vom Niederhalter fixiert. Ferner wird durch das Schließen des Thermoformwerkzeugs der Formraum gegenüber der Umgebung abgedichtet, so dass der nachfolgend noch näher beschriebene Druckluftformvorgang und/oder Vakuumformvorgang durchgeführt werden kann.
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Sofern ein Vorstrecker vorhanden ist, wird dieser nach Fixierung des Formteilrands in den Formraum hinein verschoben (Streckstellung). Dadurch wird die erwärmte Kunststofffolie in den Formraum gedrückt und somit vorgeformt. Die Kunststofffolie wird dann mit Hilfe von Druckluft (Druckluftformung) und/oder Vakuum (Vakuumformung) weiter an die Innenwände der Formeinrichtung (also an die durch den Formboden und Formeinsatz gebildeten Wände des Formraums) gedrückt, wodurch die vollständige Ausformung des Bechers bewirkt wird. Die an den Innenwänden der Formeinrichtung anliegende Folie wird mit Hilfe eines den Formeinsatz umgebenden Kühlblockes gekühlt, wodurch die nötige Festigkeit des ausgeformten Formteils erreicht wird. Nach Ausformung und Abkühlung werden die beiden Werkzeugteile wieder voneinander getrennt. Der Vorstrecker wird hierbei von der Streckstellung in seine Ruhestellung zurückbewegt. Anschließend wird das in der Formeinrichtung sich befindende, vollständig ausgeformte Formteil ausgeworfen, so dass das Thermoformwerkzeug für einen nachfolgenden Formprozess wieder bereitsteht.
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Zur Unterstützung des Auswerfprozesses kann das Thermoformwerkzeug eine Auswerfeinrichtung umfassen. Diese ist mit dem Formboden der wenigstens einen Formeinrichtung mechanisch gekoppelt und dazu ausgebildet, während des Auswerfprozesses den Formboden relativ zum Formeinsatz (und somit relativ zu den Werkzeugteilen) zu bewegen. Gemäß einer Implementierung umfasst die Auswerfeinrichtung wenigstens eine Auswerfstange und eine zentral gesteuerte Auswerfleiste. Die wenigstens eine Auswerfstange ist mit einem Ende mit dem wenigstens einen Formboden mechanisch gekoppelt und mit einem zweiten Ende mit der Auswerfleiste, welche relativ zur Formeinrichtung verschiebbar ist. Mittels einer zentral gesteuerten Hubbewegung der Auswerfleiste und der damit gekoppelten wenigstens einen Auswerfstange kann der Formboden innerhalb der Formeinrichtung angehoben werden. Durch die Hubbewegung des Formbodens wird das Formteil von den Wänden der Formeinrichtung gelöst (auch Entformen genannt) und ausgeworfen. Die Betätigung der Auswerfleiste kann hierbei pneumatisch, hydraulisch oder elektromechanisch erfolgen. Eine elektromechanische Betätigung mittels eines Mutter-Spindel-Systems ist beispielsweise aus der
DE 10 2004 027 224 A1 bekannt.
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Alternativ zu der in der
DE 10 2004 027 224 A1 beschriebenen Ausgestaltung sind auch Thermoformwerkzeuge ohne Auswerfleiste und Auswerfstangen bekannt. Die Entformung der Formteile wird in diesem Fall durch Verbindungsstege zum Restfoliengitter, sogenannte Haltefilme, realisiert. Die Formteile werden dann durch einen Kettentransport der Thermoformmaschine gemeinsam mit der Folie weitertransportiert.
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Unabhängig von den oben beschriebenen Auswerfmechanismen gilt der Auswerfprozess bei Artikeln mit (starken) Oberflächenkrümmungen (z. B. domförmige Oberflächenwölbungen) oder Hinterschnitten als kritisch. Dies liegt daran, dass das Formteil während des Kühlprozesses ein wenig schrumpft. Bedingt durch den Schrumpfungsvorgang kann die ausgeformte Kunststofffolie insbesondere in Bereichen mit starken Oberflächenkrümmungen am Formboden anhaften oder verkeilen. Obwohl Formteile in der Regel thermoformgerecht gestaltet werden, sind derartige Wölbungen oder Dome insbesondere im Formteilboden häufig notwendig, um beispielsweise die Steifigkeit des Formteils zu erhöhen oder um als Auflagefläche für Einlegeteile zu dienen.
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Der oben beschriebene globale Auswerfmechanismus schafft es häufig nicht, Formteile von gekrümmten Formbodenoberflächen zu lösen. Es besteht somit die Gefahr, dass Formteile trotz (schneller) Hubbewegung des Formbodens am Formboden anhaften und somit nicht ausgeworfen werden. Wird in einem nachfolgenden Formprozess ein weiteres Formteil in einem nicht entleerten Formraum ausgeformt, so spricht man von einer Doppelstanzung. Doppelstanzungen können erhebliche Auswirkungen auf die Prozesssicherheit haben. Zum einen können Doppelstanzungen das Thermoformwerkzeug beschädigen. Zum anderen nimmt durch Doppelstanzungen der Ausschuss unbrauchbarer Formteile zu. Insbesondere muss bei Verklemmung mehrerer Formteile in der Formeinrichtung die Thermoformmaschine gestoppt werden, was zu einer unerwünschten Unterbrechung des Formprozesses führt.
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Zur Vorbeugung sogenannter Doppelstanzungen wird im Stand der Technik ein Abblasen des Formteils mit Druckluft eingesetzt. Hierzu sind entsprechende Bohrungen im Formboden vorgesehen. Jedoch bietet auch diese Lösung je nach Geometrie des Formteils nicht immer die gewünschte Prozesssicherheit, da sich die Folie in die Bohrungen abformen kann und somit nicht ausreichend Angriffsfläche für die Druckluft vorhanden ist. Weiterhin kann der Blasimpuls zu einem ungleichmäßigen Abblasen der Formteile in einem Thermoformwerkzeug mit einer Vielzahl von Formeinrichtungen führen. Dies kann dann zu Problemen mit der Artikelübergabe an eine Stapelungs-/Automationsanlage der Thermoformmaschine führen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit konstruktiv einfachen Mitteln die obengenannten Entformungsprobleme zu beseitigen, so dass Artikel mit höchster Qualität und mit hoher Prozesssicherheit hergestellt werden können.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Formeinrichtung für ein Thermoformwerkzeug zur Herstellung eines Formteils aus erwärmter thermoplastischer Kunststofffolie bereitgestellt. Die Formeinrichtung umfasst einen Formraum bildenden Formeinsatz und Formboden; und eine Entformungseinrichtung zur Unterstützung der Entformung eines im Formraum ausgeformten Formteils, wobei die Entformungseinrichtung wenigstens einen betätigbaren Stößel umfasst, der im Formboden verschiebbar gelagert ist und relativ zum Formboden zwischen einer Formstellung und Entformstellung hin und her verschiebbar ist.
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Mit Formstellung kann eine Ausgangsstellung des wenigstens einen Stößels gemeint sein, in welcher der Stößel im Formboden während eines Formprozesses verharrt. Der wenigstens eine Stößel kann hierbei relativ zum Formboden derart gelagert sein, dass er den Formprozess nicht beeinflusst. Mit Entformstellung kann jene Stellung oder Position des Stößels gemeint sein, in welche der Stößel nach Beendigung des Formprozesses verschiebbar ist, um die Entformung des Formteils zu unterstützen.
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Der Formboden kann blockförmig ausgebildet sein. Der blockförmige Formboden (oder kurz Formbodenblock) kann einstückig oder mehrstückig ausgebildet sein. Er kann im Inneren eines ringförmig ausgebildeten Formeinsatzes (beweglich) angeordnet sein. Der Formbodenblock kann eine den Formboden bildende Oberfläche aufweisen. Im Inneren des Formbodenblocks kann die Entformungseinrichtung aufgenommen sein. Die Entformungseinrichtung kann im Inneren des blockförmigen Formbodens derart angeordnet sein, dass der wenigstens eine bewegliche Stößel in einem Formbodenbereich oder in der Nähe eines Formbodenbereichs mit starker Oberflächenkrümmung angeordnet ist. Gemäß einer Variante kann der wenigstens eine bewegliche Stößel im Zentrum eines Formbodenbereichs mit starker Oberflächenkrümmung angeordnet sein. Weist der Formboden mehrere Bereiche mit starker Oberflächenkrümmung auf, so kann für jeden Krümmungsbereich ein separater Stößel vorgesehen sein. Auf diese Weise kann durch Bewegung der Stößel relativ zur Formbodenoberfläche eine lokale Entformung des Formteils unterstützt werden.
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Mit einem Formbodenbereich mit starker Oberflächenkrümmung kann ein lokaler Oberflächenbereich des Formbodens gemeint sein (also ein Formbodenoberflächenbereich mit begrenzter Ausdehnung), der einen vorgegebenen Krümmungsschwellenwert überschreitet. Die Oberflächenkrümmung kann hierbei negativ oder positiv sein. Derartige Oberflächenbereiche können somit lokale domförmige Aufwölbungen oder trogförmige Vertiefungen an der Bodenoberfläche darstellen. Zum Vergleich mit dem vorgegeben Krümmungsschwellenwert kann bei negativer Oberflächenkrümmung der Absolutbetrag des Krümmungswertes herangezogen werden. Als Parameter zur Beschreibung der Krümmung kann ein inverser Krümmungsradius, ein Krümmungswinkel oder ein anderweitiger zur Beschreibung einer Oberflächenkrümmung geeigneter Parameter herangezogen werden. Der vorgegebene Krümmungsschwellenwert kann somit einen Grenzwert für eine Oberflächenkrümmung darstellen, bei deren Überschreitung die selbständige Entformung des Formteils vom Formboden mit einer vorgegebenen Wahrscheinlichkeit nicht mehr eintritt.
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Die Entformungseinrichtung kann im Inneren des blockartigen Formbodens derart angeordnet sein, dass die Verschiebung des wenigstens einen Stößels im Wesentlichen senkrecht zur Formbodenoberfläche erfolgt. Auf diese Weise kann eine besonders effektive lokale Entformung des ausgeformten Formteils ermöglicht werden.
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Gemäß einer Variante kann die Entformstellung erreicht werden, indem der Stößel in Richtung des Formraums (und somit gegen das ausgeformte Formteil) gestoßen wird. Entsprechend kann die Entformungseinrichtung im Inneren des Formbodens derart ausgebildet und angeordnet sein, dass der wenigstens eine Stößel zum Zweck der Entformung in den Formraum hinein bewegbar ist.
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Alternativ kann die Entformstellung realisiert werden, indem der Stößel vom Formraum (und somit vom ausgeformten Formteil) wegbewegt wird, so dass im Formboden lokal zwischen dem ausgeformten Formteil und dem Boden ein Hohlraum entsteht. Entsprechend kann die Entformungseinrichtung im Inneren des Formbodens derart ausgebildet und angeordnet sein, dass der wenigstens eine Stößel zum Zweck der Entformung aus dem Formraum heraus bewegbar ist.
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Zur verschiebbaren Aufnahme des wenigstens einen Stößels im Formboden kann die Entformungseinrichtung wenigstens eine im Formboden ausgebildete Bohrung umfassen. Die wenigstens eine Bohrung kann mit einem Ende an der Bodenoberfläche austreten und in den Formraum münden. Die wenigstens eine Bohrung kann zylinderförmig ausgebildet sein oder eine anderweitige Form aufweisen.
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Der wenigstens eine in der wenigstens einen Bohrung aufgenommene Stößel kann ringförmig oder zylinderförmig ausgebildet sein. Unabhängig von der konkreten Ausgestaltung des Stößels kann dieser derart ausgebildet sein, dass ein dem Formraum zugewandtes Ende des Stößels derart geformt ist, dass der Stößel in Formstellung den Formboden lokal nachbildet. Der Stößel kann somit in Formstellung Teil der Formbodenoberfläche sein.
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Die Entformungseinrichtung kann ferner eine Betätigungseinrichtung zur Betätigung des wenigstens einen Stößels umfassen. Die Betätigungseinrichtung kann hierbei als hydraulische, pneumatische, elektromagnetische und/oder elektromechanische Betätigungseinrichtung realisiert sein. Zusätzlich oder alternativ hierzu kann die Betätigungseinrichtung eine Federeinrichtung umfassen, die dazu ausgelegt und angeordnet ist, den wenigstens einen Stößel in der Formstellung oder Entformstellung zu halten oder vorzuspannen.
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Bei Realisierung einer pneumatischen oder hydraulischen Betätigungseinrichtung kann jeder im Formboden aufgenommene Stößel über entsprechende Druckluftkanäle oder Hydraulikfluidkanäle mit einer Druckluftquelle oder Hydraulikfluidquelle gekoppelt sein. Die jeweiligen Druckluftkanäle oder Hydraulikfluidkanäle können zumindest teilweise in Form von Bohrungen im Formboden realisiert sein. In den Druckluftkanälen oder Hydraulikfluidkanälen können steuerbare Ventile zur wahlweisen Kopplung/Entkopplung des Stößels mit der Druckluftquelle oder Hydraulikfluidquelle angeordnet sein. Bei Realisierung einer elektromechanischen Betätigungseinrichtung kann der Stößel mit einem Linearantrieb mechanisch gekoppelt sein. Der Linearantrieb kann eine Mutter-Spindel-Anordnung zur Übertragung einer translatorischen Bewegung auf den Stößel umfassen.
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Gemäß einer Variante kann die Betätigungseinrichtung eine Federeinrichtung umfassen, die dazu ausgelegt ist, den wenigstens einen Stößel in Formstellung zu halten, sowie eine pneumatische oder hydraulische Betätigungseinrichtung, welche dazu ausgelegt ist, den wenigstens einen Stößel entgegen einer Rückstellkraft der Federeinrichtung von der Formstellung in die Entformstellung zu bewegen.
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Gemäß einer weiteren Variante kann die Betätigungseinrichtung eine Federeinrichtung umfassen, die dazu ausgelegt ist, den wenigstens einen Stößel in Entformstellung zu halten, sowie eine pneumatische oder hydraulische Betätigungseinrichtung, welche dazu ausgelegt ist, den Stößel entgegen einer Rückstellkraft der Federeinrichtung von der Entformstellung in die Formstellung zu bewegen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Thermoformwerkzeug zur Herstellung eines Formteils aus erwärmter thermoplastischer Kunststofffolie bereitgestellt. Das Thermoformwerkzeug umfasst ein oberes und ein unteres Werkzeugteil, die relativ zueinander bewegbar sind; wenigstens eine Formeinrichtung wie oben beschrieben, wobei die wenigstens eine Formeinrichtung im unteren oder oberen Werkzeugteil angeordnet ist; und wenigstens einen der wenigstens einen Formeinrichtung gegenüberliegend angeordneten Niederhalter. Abhängig von der Anordnung der wenigstens einen Formeinrichtung im unteren oder oberen Werkzeugteil, kann der wenigstens eine Niederhalter in der wenigstens einen Formeinrichtung im gegenüberliegenden oberen oder unteren Werkzeugteil angeordnet sein.
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Das Thermoformwerkzeug kann ferner eine Vorstreckeinrichtung mit einem Vorstrecker umfassen, der zwischen einer Ruhestellung und Streckstellung hin und her verschiebbar ist. Der Vorstrecker kann in der Ruhestellung innerhalb einer Kavität des Niederhalters aufgenommen sein. Der Vorstrecker kann ferner in der Streckstellung in den Formraum der Formeinrichtung hinein bewegt sein, um ein Formteil vorzuformen.
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Das Thermoformwerkzeug kann ferner eine Auswerfeinrichtung umfassen mit einer Auswerfstange, die relativ zu den Werkzeugteilen bewegbar ist. Die Auswerfstange kann mit dem Formboden der Formeinrichtung gekoppelt sein, um den Formboden während eines Auswerfvorgangs (Auswerfhubs) relativ zum Formeinsatz zu bewegen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine Thermoformmaschine bereitgestellt, umfassend: das oben beschriebene Thermoformwerkzeug, sowie eine Steuereinheit, welche dazu ausgebildet ist, die Betätigungseinrichtung der Formeinrichtung nach Ausformen eines Formteils zu aktivieren, um das ausgeformte Formteil von der Formeinrichtung zu lösen.
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Die Steuereinheit kann ferner dazu ausgebildet sein, eine Auswerfeinrichtung des Thermoformwerkzeugs zu aktivieren, um das ausgeformte Formteil auszuwerfen. Die Aktivierung der Auswerfeinrichtung und der Betätigungseinrichtung kann hierbei im Wesentlichen gleichzeitig oder um eine vorgegebene Zeitspanne zeitlich verzögert erfolgen. Gemäß einer Implementierung wird die Betätigungseinrichtung bezüglich der Auswerfeinrichtung um eine vorgegeben Zeitspanne zeitlich verzögert aktiviert.
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Somit wird zunächst mit Hilfe der Auswerfeinrichtung das Formteil im Formraum angehoben und anschließend vom Formboden entformt. Auf diese Weise kann ein Verkeilen des Formteils (bedingt durch ein leichtes Kippen des Formteils durch die Bodenentformung mit Hilfe des Stößels) im Formraum verhindert werden.
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Ferner kann die Thermoformmaschine eine pneumatische oder hydraulische Druckquelle zur Betätigung der Betätigungseinrichtung umfassen. Die pneumatische oder hydraulische Druckquelle kann hierbei mit der Betätigungseinrichtung der Formeinrichtung pneumatisch oder hydraulisch gekoppelt sein. Die Kopplung kann über entsprechende Kanäle realisiert sein. In den Kanälen können Ventile zur wahlweisen Kopplung und Entkopplung der Betätigungseinrichtung mit der Druckquelle vorgesehen sein. Die Druckquelle kann als Hydraulikpumpe, Hydraulikfluid-Druckspeicher oder Luftdruckspeicher realisiert sein.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 ein mittels einer Thermoformmaschine hergestelltes becherförmiges Formteil;
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2a einen Querschnitt eines Thermoformwerkzeugs zur Erzeugung des in 1 dargestellten becherförmigen Formteils;
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2b einen Ausschnitt des in 2a gezeigten Thermoformwerkzeugs zur Verdeutlichung eines Auswerfvorgangs eines becherförmigen Formteils;
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3a einen Ausschnitt der in den 2a und 2b dargestellten Formeinrichtung in Formstellung;
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3b einen Ausschnitt der in den 2a und 2b dargestellten Formeinrichtung in Entformstellung;
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4 einen Ausschnitt einer weiteren Formeinrichtung für ein Thermoformwerkzeug;
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5 einen Ausschnitt einer weiteren Formeinrichtung für ein Thermoformwerkzeug; und
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6 einen Ausschnitt einer weiteren Formeinrichtung für ein Thermoformwerkzeug.
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In 1 ist exemplarisch ein Becher 1000 aus thermoplastischer Kunststofffolie gezeigt, der durch Thermoformen mittels einer Thermoformmaschine herstellbar ist. Der Becher 1000 weist einen Becherboden 1020 und eine zum Becherboden 1020 hin konisch zulaufende Becheraußenwand 1010 auf. Der Becherboden 1020 weist ferner eine nach Innen gerichtete Wölbung 1030 (domförmige Erhöhung) auf, die in der Mitte des Becherbodens 1020 angeordnet ist. Die Wölbung 1030 umfasst, vom Becherboden 1020 aus betrachtet, zwei steil ansteigende Flanken 1032, 1034, die am oberen Ende (also im Inneren des Bechers 1000) in einen konkav gekrümmten Bereich 1036 übergehen. Die Neigung der Flanken 1032, 1034 kann bezüglich einer Mittelsenkrechten 1038 der domförmigen Erhöhung 1030 bestimmt werden. Die Flanken weisen einen Neigungswinkel von ungefähr 20° auf.
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Es versteht sich, dass die hier beschriebene Becherform durch die Form der in der Thermoformmaschine verwendeten Formeinrichtung erreicht wird. Zur Realisierung der in 1 exemplarisch dargestellten Becherform muss die Formeinrichtung einen der Becherform entsprechenden Formeinsatz mit nach unten konisch zulaufenden Innenflächen und einen Formboden mit einer im Formboden mittig angeordneten domförmigen Bodenerhöhung aufweisen. Eine Formeinrichtung mit einer derartigen Form ist in den 2a, 2b, 3a, 3b dargestellt (siehe Formeinrichtung 200) und wird in Zusammenhang mit den 2a, 2b, 3a, 3b weiter unten noch näher beschreiben.
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Wie eingangs beschrieben, zieht sich beim Abkühlen des Bechers 1000 die ausgeformte Thermofolie zusammen. Die dadurch einhergehende Schrumpfung des Bechers 1000 kann eine Verkeilung des Bechers 1000 mit dem Formboden im konkaven Bereich 1036 (und/oder in den Bereichen 1033, 1035, in denen der horizontale Becherboden 1020 abrupt in die steil ansteigenden Flanken 1032, 1034 übergeht) bewirken. Die Verkeilung kann derart stark sein, dass der eingangs beschriebene Auswerfprozess den Becher 1000 nicht vom Formboden zu lösen vermag. Um die Entformung des Bechers 1000 vom Formboden zu unterstützen, werden erfindungsgemäß verschiebbare Stößel im Formboden eingesetzt. Diese unterstützen die lokale Entformung an Formbodenoberflächen mit starker Oberflächenkrümmung. Diese Technik zur Unterstützung der Becherentformung wird anhand der nachfolgenden Figuren weiter beschrieben.
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Im Zusammenhang mit den 2a und 2b wird nun ein Thermoformwerkzeug sowie eine erfindungsgemäße Formeinrichtung zur Herstellung von becherförmigen Formteilen beschrieben.
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2a zeigt in Form einer Querschnittsansicht den Aufbau eines erfindungsgemäßen Thermoformwerkzeugs 100, das beispielsweise zur Herstellung des in 1 gezeigten Bechers 1000 ausgelegt ist. Das Thermoformwerkzeug 100 umfasst ein oberes Werkzeugteil 110 und ein unteres Werkzeugteil 120, die relativ zueinander bewegbar sind, wenigstens eine im unteren Werkzeugteil 120 angeordnete und einen Formraum 250 ausbildende Formeinrichtung 200, eine zur Kühlung der Formeinrichtung 200 vorgesehene Kühleinrichtung 160 sowie eine der wenigstens einen Formeinrichtung 200 gegenüberliegend angeordnete und im oberen Werkzeugteil 110 aufgenommene Niederhaltereinrichtung 130. Ferner umfasst das Thermoformwerkzeug 100 eine Vorstreckeinrichtung 150 und eine Auswerfeinrichtung 140.
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Es sei angemerkt, dass die vorliegende Erfindung nicht von der Anzahl der im unteren Werkzeugteil 120 angeordneten Formeinrichtungen 200 abhängt. In der in 2a gezeigten Querschnittdarstellung sind exemplarisch zwei parallel angeordnete Formeinrichtungen 200 gezeigt. Es versteht sich, dass das untere Werkzeugteil 120 auch zur Aufnahme einer größeren Anzahl von Formeinrichtungen 200 ausgelegt sein kann, um eine Vielzahl von Bechern 1000 in einem einzigen Formprozesszyklus gleichzeitig zu formen.
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Die im oberen Werkzeugteil 110 aufgenommene Niederhaltereinrichtung 130 weist wenigstens eine Kavität 135 zur Aufnahme wenigstens eines Vorstreckers 156 der Vorstreckereinrichtung 150 auf. Die wenigstens eine Kavität 135 ist zur Formraumeinrichtung 200 hin offen ausgebildet und koaxial dazu angeordnet. In 2a sind wiederum zwei Kavitäten 135 gezeigt, die jeweils zur Aufnahme eines kolbenförmigen Vorstreckers 156 vorgesehen sind. Es versteht sich, dass die Anzahl der Kavitäten 135 der Anzahl der vorhandenen Formeinrichtungen 200 entspricht. Die Niederhaltereinrichtung 130 kann somit, je nach Anzahl der Formeinrichtungen 200, auch mehr als zwei Kavitäten 135 aufweisen.
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Der wenigstens eine Vorstrecker 156 ist über wenigstens eine Vorstreckerstange 152 mit einer Vorstreckerplatte 154 der Vorstreckeinrichtung 150 mechanisch gekoppelt. Durch Betätigung der Vorstreckerplatte 154 kann der wenigstens eine Vorstrecker 156 zwischen einer Ruhestellung und einer Streckstellung hin und her bewegt werden. Mit Betätigung der Vorstreckerplatte 154 ist hierbei ein Absenken oder Anheben der Vorstreckerplatte 154 relativ zum oberen Werkzeugteil 110 gemeint. Dementsprechend wird der Vorstrecker 156 von der Kavität 135 in den Formraum 250 der Formeinrichtung 200 abgesenkt (Streckstellung des Vorstreckers 156) oder vom Formraum 250 zurück in die Ausnehmung 135 gehoben (Ruhestellung des Vorstreckers 156, wie in 2a dargestellt).
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Zur Formung des Bechers 1000 wird der Vorstrecker 156 bei geschlossenem Thermoformwerkzeug 100 von der Ruhestellung in die Streckstellung gebracht. Dabei wird eine bei Ruhestellung des Vorstreckers 156 zwischen dem oberen Werkzeugteil 110 und dem unteren Werkzeugteil 120 eingebrachte und durch die Fixiereinrichtung 137 fixierte Kunststofffolie in den Formraum 250 gedrückt und somit vorgeformt. Zur vollständigen Ausformung wird dem Formraum 250 über einen Druckluftkanal 170 Druckluft (auch Formluft genannt) zugeführt, wodurch die vorgeformte Kunststofffolie gegen die Innenwände der Formeinrichtung 200 gedrückt und somit vollständig ausgeformt wird. Nach Beendigung des Formprozesses wird der Formraum 250 entlüftet (die Formluft wird aus dem Formraum 250 wieder abgeführt) und die beiden Werkzeugteile 110, 120 auseinander bewegt, um die ausgeformten Becher auszuwerfen.
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Zur Durchführung des Auswerfvorgangs ist im Thermoformwerkzeug 100 die Auswerfeinrichtung 140 vorgesehen. Diese umfasst eine mit einer Rückseite des Formbodens 220 mechanisch gekoppelte Auswerfstange 142 und Auswerfleiste 144 (siese ist nur in 2b gezeigt), die mittels einer Betätigungseinrichtung relativ zum unteren Werkzeugteil 120 verschiebbar ist. Beim Auswerfvorgang wird die Auswerfstange 142 nach oben, also in Richtung des Formraums 250, bewegt (siehe Pfeil 410 in 2b). Der mit der Auswerfstange 142 gekoppelte Formboden 220 wird durch die Hubbewegung der Auswerfstange 142 von einer Formstellung (siehe 2a) in eine Auswerfstellung bewegt. Diese Hubbewegung ist in 2b durch Pfeil 420 angedeutet. Die Position des Formbodens 220 in Auswerfstellung ist in 2b ebenso gezeigt.
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In Auswerfstellung ist der Formboden 220 in Richtung der Formraumoberseite verschoben. Dadurch wird der am Formboden 220 aufliegende Becher 1000 (der Becher 1000 ist in der 2b nicht eingezeichnet) aus dem Formraum 250 herausgehoben. Wie bereits eingangs und in Zusammenhang mit 1 beschrieben, reicht bei bestimmten Bechergeometrien mit gekrümmten Bodenoberflächen die globale Hubbewegung der Auswerfeinrichtung 140 (selbst wenn diese schnell oder ruckartig erfolgt) nicht aus, um den Becher vom Formboden 220 vollständig zu lösen und auszuwerfen.
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Mit Hilfe der 2a und 3a wird nun die erfindungsgemäße Formeinrichtung 200 weiter beschrieben, die zur aktiven Unterstützung der Becherentformung ausgebildet ist. 3a zeigt den Bodenbereich der in 2a dargestellten Formeinrichtung 200 in vergrößerter Form. Baugleiche und funktionsgleiche Komponenten der Formeinrichtung 200 sind in beiden Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.
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Wie in 2a dargestellt, umfasst die Formeinrichtung 200 einen Formeinsatz 210, den Formboden 220 sowie eine Entformungseinrichtung 300. Der Formeinsatz 210 ist ringförmig oder hohlzylinderförmig ausgebildet mit einer nach unten (also zum Formboden 220 hin) konisch zulaufenden Innenfläche 212. Der Formboden 220 ist blockförmig ausgebildet mit einer Formbodenoberfläche 222, die je nach Ausgestaltung des zu formenden Bechers 1000 eine oder mehrere Erhöhungen oder Vertiefungen aufweisen kann. Die Formboden 220 umfasst exemplarisch eine in der Mitte angeordnete domförmige Bodenerhöhung 224 oder Aufwölbung zur Formung des in 1 dargestellten Bechers 1000. Es versteht sich, dass abhängig von der gewünschten Becherform die Formbodenoberfläche 222 mehrere derartiger Bodenerhöhungen 224 oder auch Bodenvertiefungen aufweisen kann. Die Erfindung hängt nicht von der Anzahl der im Boden angeordneten Erhöhungen 224 oder Vertiefungen ab. Ebenso hängt die Erfindung nicht von der oben beschriebenen Geometrie des Formeinsatzes 210 ab. Es versteht sich, dass abhängig von der gewünschten Becherform, der Formeinsatz 210 auch eine andere Geometrie aufweisen kann.
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Wie in den 2a und 3a dargestellt, ist der Formboden 220 vom Formeinsatz 210 umgeben und liegt in Formstellung an einem (ringförmigen) Vorsprung 214 am unteren Ende des Formeinsatzes 210 auf. Formboden 220 und Formeinsatz 210 bilden somit einen Formraum 250, der durch die Innenfläche 212 des Formeinsatzes 210 und der Formbodenoberfläche 222 begrenzt ist. Mit Formstellung des Formbodens 220 ist hierbei jene Position des Formbodens 222 gemeint, bei dem der Formboden 222 am Vorsprung 214 des Formeinsatzes 210 aufliegt, um den zur Ausformung des Bechers 1000 vorgesehen Formraum 250 zu bilden.
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In Zusammenhang mit 3a wird die Entformungseinrichtung 300 weiter beschrieben. Die Entformungseinrichtung 300 ist zur Entformung des ausgeformten Bechers 1000 von der Formbodenoberfläche 222 ausgebildet. Die Entformungseinrichtung 300 umfasst wenigstens einen Stößel 310 und wenigstens eine Bohrung 330 im Formboden 220 zur verschiebbaren Aufnahme des wenigstens einen Stößels 310. Der Stößel 310 ist in der Bohrung 330 verschiebbar gelagert und zwischen einer Formstellung und einer Entformstellung hin und her verschiebbar (siehe Pfeil 410 in 3a). Zur Verschiebung (Betätigung) des Stößels 310 weist die Entformungseinrichtung 300 eine Betätigungseinrichtung auf. Die Betätigungseinrichtung umfasst eine Federeinrichtung 320 und eine hydraulische oder pneumatische Betätigungseinrichtung, die ganz oder zumindest teilweise im blockförmigen Formboden 220 aufgenommen ist.
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Wie in 3a dargestellt, ist der Stößel 310 im Formboden 220 genau an jener Stelle aufgenommen, an welcher der Formboden 220 die von der glatten Bodenoberfläche 222 abweichende domförmige Oberflächenwölbung 224 aufweist. Hierfür ist der Formboden 220 lokal an der Stelle der domförmigen Oberflächenwölbung 224 mit der Bohrung 330 versehen. Die Bohrung 330 ist bezüglich der Oberflächenwölbung 224 mittig angeordnet. Sie mündet mit einem Ende in den Formraum 250 und mit ihrem zweiten Ende im Inneren des blockförmigen Formbodens 220. Der Verlauf der Bohrung 330 im Formboden 220 ist im Wesentlichen senkrecht zur Bodenoberfläche 222. Die Bohrung 330 weist in Bohrrichtung einen oberen, einen mittleren und einen unteren Abschnitt auf, die sich in Bezug auf ihre Bohrradien unterscheiden. Der dem Formraum 250 zugewandte obere Abschnitt 331 ist zur Führung des verschiebbaren Stößels 310 vorgesehen. Der obere Abschnitt 331 weist einen Bohrradius auf, der nur geringfügig größer ist, als der Radius des zu führenden Stößels 310. Der mittlere Abschnitt 332 weist einen in Bezug zum oberen Abschnitt 331 größeren Bohrradius auf, um die Federeinrichtung 320 aufnehmen zu können. Der auf den zweiten Abschnitt 332 nachfolgende dritte Abschnitt 333 weist nochmals einen größeren Bohrradius als der zweite Abschnitt 332 auf. Der dritte Abschnitt 333 fungiert als Zylinder einer Zylinder-Kolben-Einrichtung der pneumatischen oder hydraulischen Betätigungseinrichtung, wie nachfolgend noch näher beschrieben wird.
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Der Stößel 310 ist stabförmig ausgebildet. Der Stößel 310 weist an seinem dem Formraum 250 zugewandten Ende eine Frontseite 312 auf, welche die Oberflächenkrümmung des Formbodens 222 lokal nachbildet. Mit anderen Worten bildet die Frontseite 312 des im Formboden 220 aufgenommen Stößels 310 die Form des Formbodens 220 an der Aufnahmeposition lokal nach. Im vorliegenden Fall wird die Spitze der domförmigen Oberflächenwölbung 224 durch die Stößelfrontseite 312 nachgebildet. Der Stößel 310 weist ferner an seinem dem Formraum 250 abgewandten Ende einen zylinderförmigen Abschnitt 314 (Kolben) mit einer im Vergleich zum ersten Ende größeren Querschnittsfläche auf. Der Abschnitt 314 ist im Bohrabschnitt 333 angeordnet und bildet zusammen mit dem unteren Bohrabschnitt 333 eine Zylinder-Kolben-Einrichtung der pneumatischen oder hydraulischen Betätigungseinrichtung.
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Die Federeinrichtung 320 ist als Schraubenfeder realisiert. Im montierten Zustand ist die Schraubenfeder 320 um den Stößel 310 gewickelt und im mittleren Abschnitt 332 der Bohrung 330 aufgenommen. Die Schraubenfeder 320 ist hierbei zwischen einer am Übergang zwischen dem oberen Bohrabschnitt 331 und mittleren Bohrabschnitt 332 gebildeten Schulter 334 und einer Oberfläche 315 des Kolbens 314, die als Auflageflächen für die gegenüberliegenden Enden der Schraubenfeder 320 fungieren, eingespannt. Die Schraubenfeder 320 ist dazu ausgebildet, den Stößel 310 in Formstellung zu halten oder zurückzubewegen.
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Der dritte Bohrabschnitt 333 ist an seiner Unterseite 316 mit einem Kanal 360 gekoppelt, welcher den Bohrabschnitt 333 mit einer Hydraulikfluidquelle oder Druckluftquelle koppelt. Der Kanal 360 kann ganz oder teilweise als Bohrung im blockförmigen Formboden 220 ausgebildet sein. Über den Kanal 360 kann somit Druckluft oder Hydraulikfluid in den Bohrabschnitt 333 zugeführt oder abgeführt werden. Durch Zuführung von Druckluft oder Hydraulikfluid wird an der Unterseite 316 des Kolbens 314 ein Druck aufgebaut. Ist der Druck so hoch, dass die auf den Kolben 314 wirkende Druckkraft die Federkraft der Schraubenfeder 320 übersteigt, wird der Stößel 310 in Richtung des Formraums 250 verschoben (in 3a nach oben). Durch die Verschiebung des Stößels 310 in Richtung des Formraums 250 wird die Schraubenfeder 320 zusammengedrückt. Der Stößel 310 ragt mit seinem ersten Ende 312 in den Formraum 250. Diese Stößelstellung ist in 3b dargestellt und entspricht der Entformstellung. Wird der im Bohrabschnitt 333 aufgebaute Druck durch Rückführung der Druckluft oder des Hydraulikfluids (über den Kanal 360) wieder abgebaut, so wird der Stößel 310, bedingt durch die vorgespannte Schraubenfeder 320 wieder in seine ursprüngliche Stellung zurückbewegt. Diese Konfiguration entspricht der Formstellung und ist in 3a dargestellt.
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Durch hydraulischen oder pneumatischen Druckaufbau im Bohrabschnitt 333 kann somit der Stößel 310 zwischen der Formstellung (Ursprungsposition des Stößels 310 ohne Betätigung) und der Entformstellung (ausgefahrener Stößel 310 durch hydraulische oder pneumatische Betätigung) bewegt werden. Dadurch, dass der Stößel 310 in der Entformstellung über den domförmigen Bodenbereich 224 in den Formraum 250 hineinragt (siehe 3b), wird die Entformung des Bechers 1000 von der domförmigen Bodenoberfläche 224 lokal unterstützt. Denn durch die Bewegung des Stößels 310 in Richtung des Formraums 250 wird der an der domförmigen Bodenoberfläche 224 anhaftende Becherboden 1020 von der Bodenoberfläche mechanisch weggestoßen. Durch den durch den Stößel 310 vermittelten Stoßimpuls wird der Becherboden 1020 vom Dom gelöst und damit die Entformung des Bechers 1000 unterstützt.
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Es versteht sich, dass der Stößel 310 zum Zeitpunkt der Ausformung des Bechers 1000 in der Entformstellung verharrt, um die Ausformung nicht zu stören. Der Stößel 310 wird erst nach vollständiger Ausformung und Abkühlung im Zuge eines Auswerfprozesses betätigt. Bei dem in 2a gezeigten Thermoformwerkzeug mit Auswerfeinrichtung 140 kann der Stößel 310 synchron mit der Auswerfstange 142 betätigt werden. Alternativ ist aber auch denkbar, dass die Betätigung des Stößels 310 relativ zur Betätigung der Auswerfstange 142 zeitverzögert erfolgt. So ist beispielsweise denkbar, dass der Stößel 310 erst gegen Ende des Auswerfprozesses betätigt wird. Bei beiden Betätigungsvarianten wird der Formboden 220 durch die Auswerfeinrichtung in die Auswerfstellung und der Stößel 310 zusätzlich in die Entformstellung gebracht. Diese Konfiguration ist in 2b dargestellt.
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Die hier beschriebene Entformungseinrichtung 300 ist besonders einfach und platzsparend ausgebildet und ist somit in jedem Formboden integrierbar. Durch die beschriebene Federeinrichtung 320 und Zylinder-Kolben-Einrichtung wird eine langlebige, kostengünstige und einfach zu steuernde Betätigungseinrichtung für den Stößel 310 realisiert.
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4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Formeinrichtung 200a zur Herstellung des in 1 gezeigten Bechers 1000. Komponenten der Formeinrichtung 200a, die baugleich und funktionsgleich zu entsprechenden Komponenten der Formeinrichtung 200 in den 2a und 3a sind oder sich nur unwesentlich unterscheiden (z.B. in deren horizontalen und vertikalen Ausdehnungen), werden mit denselben Bezugszeichen bezeichnet. Um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, werden baugleiche Komponenten nicht nochmals im Detail beschrieben. Vielmehr sei auf die obige Beschreibung in Zusammenhang mit den 2a, 2b, 3a und 3b verwiesen.
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Die Formeinrichtung 200a unterscheidet sich von jener in den 3a und 3b in der Implementierung der Betätigungseinrichtung. An die Stelle der in 3a gezeigten Federeinrichtung 320 tritt nun ein weiterer Kanal 362, der mit einem Ende an einer Oberseite des Bohrabschnitts 333 mündet und mit einem anderen Ende an einer Hydraulikfluidquelle oder Druckluftquelle mündet. Der Kolben 314 ist im Bohrabschnitt 333 zwischen den Einmündungen der beiden Kanäle 360 und 362 angeordnet. Oder mit anderen Worten, der Kolben 314 teilt den Bohrabschnitt 333 in einen oberen und unteren Kammerabschnitt zur Aufnahme von Druckluft oder Hydraulikfluid.
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Durch Zuführung von Druckluft oder Hydraulikfluid über den Kanal 360 in den unteren Kammerabschnitt wird an der Unterseite 316 des Kolbens 314 Druck aufgebaut. Der Stößel 310 bewegt sich dann nach oben (in Richtung des Formraums 250), so dass die Entformstellung realisiert wird. Der Stößel 310 kann von der Entformstellung wieder in die Formstellung zurückbewegt werden, indem das an der Unterseite 316 des Kolbens 314 anliegende Hydraulikfluid oder Druckluft über den Kanal 360 abgeleitet wird und gleichzeitig über den Kanal 362 Druckluft oder Hydraulikfluid in den oberen Kammerabschnitt geleitet wird. Dadurch wird die Oberseite 315 des Kolbens 314 mit Druck beaufschlagt. Durch den an der Kolbenoberseite 315 anliegenden und im Vergleich zur Kolbenunterseite 316 größeren Druck wird der Stößel 310 wieder in Formstellung (also nach unten) verschoben. Der Stößel 310 wird in der vorliegenden Implementierung hydraulisch oder pneumatisch zwischen Formstellung und Entformstellung hin und her bewegt.
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Es bleibt zu bemerken, dass in der vorliegenden Implementierung der Kanal 362 seitlich in den Zylinder einmündet. Damit der Kolben 314 in der Entformstellung die Kanaleinmündung zum oberen Kammerabschnitt nicht versperrt, weist der Kolben 314 an entsprechender Stelle einen Freischnitt oder Anfasung (in 4 nicht dargestellt) auf. Es bleibt ferner zu bemerken, dass beide Kammerabschnitte fluidisch oder pneumatisch voneinander isoliert sein müssen. Dies kann durch eine im Kolben 314 angeordnete Dichtungseinrichtung erreicht werden (in 4 auch nicht dargestellt).
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5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Formeinrichtung 200b zur Herstellung des in 1 gezeigten Bechers 1000. Komponenten der Formeinrichtung 200b, die baugleich und funktionsgleich zu entsprechenden Komponenten der Formeinrichtung 200 in den 2a und 3a sind oder sich nur unwesentlich unterscheiden (z.B. in deren horizontalen und vertikalen Ausdehnungen), werden mit denselben Bezugszeichen bezeichnet. Um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, werden baugleiche Komponenten nicht nochmals im Detail beschrieben. Vielmehr sei auf die obige Beschreibung in Zusammenhang mit den 2a, 2b, 3a und 3b verwiesen.
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Die Formeinrichtung 200b umfasst wiederum eine Entformungseinrichtung 300b mit wenigstens einem Stößel 310b, wenigstens eine den wenigstens einen Stößel 310b aufnehmenden Bohrung 330b sowie eine Betätigungseinrichtung 300b. Ein Unterschied zwischen der Formeinrichtung 200b und der in den 2a und 3a gezeigten Formeinrichtung 200 besteht in der Ausgestaltung des Stößels 310b. Wie aus 4 klar hervorgeht, weist der Stößel 310b einen größeren Querschnitt auf, wobei die lokale domförmige Oberflächenwölbung 224 vollständig durch das dem Formraum 250 zugewandte Stößelende 312b nachgebildet ist. Im Gegensatz weist der in den 2a und 3b gezeigte Stößel 310 einen im Vergleich zur Flächenausdehnung des domförmigen Oberflächenbereich 224 schmaleren Querschnitt auf, so dass der Stößel 310 mit seinem Stößelende 312 nur einen Teil des domförmigen Oberflächenbereichs 224 nachbildet.
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Ein weiterer Unterschied besteht in der Betätigung des Stößels 310b. Obwohl die Betätigungseinrichtung der Entformungseinrichtung 300b wiederum eine Federeinrichtung in Form einer Schraubenfeder 320b und eine durch Bohrabschnitt 333 und Stößelabschnitt 314 realisierte Zylinder-Kolben-Einrichtung zur hydraulischen oder pneumatischen Betätigung des Stößels 310b aufweist, gibt es doch erhebliche Unterschiede zu der in Zusammenhang mit den 3a und 3b beschriebenen Stößelbetätigung. Denn gemäß der vorliegenden Implementierung wird die Formstellung bei ausgefahrenem Stößel 310b erreicht. Somit muss während eines Formprozesses ein genügend hoher Druck im Bohrabschnitt 333 aufgebaut sein, um den Stößel 310b entgegen der Federkraft der Schraubenfeder 320 in der ausgefahrenen Stellung zu halten. Erst zum Zweck der Entformung (und nach Beendigung des Formprozesses) wird der Druck im Bohrabschnitt 333 durch Ableitung der Druckluft oder des Hydraulikfluids über den Kanal 360 abgebaut. Der Stößel 310b wird dann durch die vorgespannte Schraubenfeder 320b nach unten (also aus dem Formraum 250 heraus) bewegt. Der domförmige Bereich 224 wird somit in Entformstellung zumindest teilweise in den Formboden eingezogen.
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Durch den beschriebenen Einzug des gesamten domförmigen Bereichs kann der Entformungsvorgang besonders schonend durchgeführt werden. Die vorliegende Entformungseinrichtung 300b ist somit insbesondere bei Formteilen mit dünner Wandung geeignet.
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Im Zusammenhang mit 6 wird eine weitere Formeinrichtung 200c beschrieben. Komponenten der Formeinrichtung 200c, die baugleich und funktionsgleich zu den Komponenten der Formeinrichtung 200 in den 2a und 3a sind oder sich nur unwesentlich unterscheiden, werden wiederum mit denselben Bezugszeichen bezeichnet. Es wird auf die obige Beschreibung verwiesen.
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Die Formeinrichtung 200c unterscheidet sich von der Formeinrichtung 200 in der Ausgestaltung der Entformungseinrichtung. Der Stößel 310c der Entformungseinrichtung 300c weist einen in Stößellängsrichtung mittig angeordneten verbreiterten Abschnitt 314c auf, der wiederum als Kolben einer Zylinder-Kolben-Anordnung fungiert. Entsprechend weist auch die den Stößel 310c aufnehmende Bohrung 330c in ihrem mittleren Abschnitt 332c eine Aufweitung zur Aufnahme des Kolbens 314 auf. Der Abschnitt 332c fungiert somit als Zylinder der Zylinder-Kolben-Anordnung. Im unteren Abschnitt 333c der Bohrung ist eine Federeinrichtung 320c aufgenommen. Die Federeinrichtung 320c kann hierbei wiederum als Schraubenfeder ausgebildet sein, die den Stößel 310c an seinem untersten Abschnitt umgibt, und die zwischen einer unteren Oberfläche 316c des Kolbens 314c und einem dem Formraum 250 abgewandten Ende der Bohrung 330c eingespannt ist.
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Am oberen Ende des Bohrabschnitt 332c mündet ein Kanal 360c, der zumindest teilweise im Formboden 220 als Bohrung ausgebildet ist. Er verbindet den Bohrabschnitt 332c mit der Druckluftquelle oder Hydraulikfluidquelle der Thermoformmaschine, so dass Druckluft oder Hydraulikfluid in den Zylinder 332c verschoben werden kann.
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Gemäß der vorliegenden Implementierung wird zur Realisierung der Formstellung Hydraulikfluid oder Druckluft in das obere Ende des Bohrabschnitt 332c verschoben. Dadurch wird die Oberfläche 315c des Kolbens 314c mit Druck beaufschlagt. Der Stößel 310c wird nach unten gedrückt (also vom Formraum 250c weg), wobei die Schraubenfeder 320c komprimiert wird. Soll der Stößel 310c in Entformstellung bewegt werden, wird das in den Bohrabschnitt 332c verschobene Hydraulikfluid oder Druckluft über den Kanal 360c wieder abgeleitet. Die komprimierte Schraubenfeder 320c relaxiert und der Stößel 310c wird durch die Schraubenfeder 310 in Richtung des Formraums 250 bewegt. Auch hier weist der Kolben 314c eine Anfasung oder seitliche Aussparung auf, um den seitlich einmündenden Kanal 360 in der Entformstellung nicht zu versperren (in 6 nicht dargestellt).
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Durch die hier beschriebenen Entformungseinrichtungen kann die Entformung eines Formteils am Formboden aktiv unterstützt werden. Die beschriebenen Entfomungseinrichtungen sind aufgrund ihres kompakten Aufbaus in jeder gewünschten Position (z.B. in Bereichen starker Bodenkrümmungen) im Formboden integrierbar. Es versteht sich, dass der oben beschriebene blockförmige Formboden nicht einteilig ausgebildet sein muss, sondern aus zwei oder mehreren Blöcken zusammenbaubar sein kann, um den Einbau der Entformungseinrichtungen zu erleichtern. Insbesondere können die Entformungseinrichtungen mit einer Auswerfeinrichtung kombiniert werden, oder auch in Thermoformwerkzeugen ohne Auswerfeinrichtung zum Einsatz kommen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102004027224 A1 [0006, 0007]
