DE102020107321B3

DE102020107321B3 - Formwerkzeug oder Form-/Stanzwerkzeug zum Tiefziehen von Behältern aus einer erwärmten Folienbahn aus thermoplastischem Kunststoff

Info

Publication number: DE102020107321B3
Application number: DE102020107321.6A
Authority: DE
Inventors: Johannes Zahn
Original assignee: Illig Maschinenbau GmbH and Co KG
Current assignee: Illig Maschinenbau GmbH and Co KG
Priority date: 2020-03-17
Filing date: 2020-03-17
Publication date: 2021-03-25
Anticipated expiration: 2040-03-18

Abstract

Ein Formwerkzeug oder Form-/Stanzwerkzeug zum Tiefziehen von Behältern aus einer erwärmten Folienbahn aus thermoplastischem Kunststoff soll verbessert werden. Erreicht wird dies dadurch, dass der Niederhalter auf seinem Umfang Einrichtungen zur Wärmeleitung aufweist.

Description

Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Formwerkzeug oder Form-/Stanzwerkzeug zum Tiefziehen von Behältern aus einer erwärmten Folienbahn aus thermoplastischem Kunststoff.
Stand der Technik
Die Druckschrift DE 103 51 585 B4 zeigt ein Formwerkzeug zum Tiefziehen von Behältern aus thermoplastischem Kunststoff, bestehend aus Oberteil und Unterteil, wobei das Unterteil Formeinsätze trägt und das Oberteil eine Zwischenplatte, eine Matrize, pro Formnest einen Niederhalter, bestehend aus einem Außenelement und einem Innenelement mit einem Zwischenraum zum Durchleiten einer Kühlflüssigkeit und einen in jedem Niederhalter angeordneten, über eine Stange verschiebbaren Streckhelfer aufweist, wobei in der Zwischenplatte eine Hülse sitzt, die zwei Ringkammern zum Zuführen und Abführen eines Kühlmediums mit je einer Dichtlippe aufweist, wobei von den Ringkammern aus Bohrungen zu den in dem Innenelement angeordneten Kanälen führen, die in einer Ringkammer zwischen Außenelement und Innenelement münden.
Die Druckschrift DE 296 05 248 U1 zeigt ein Formwerkzeug zum Tiefziehen von Behältern aus thermoplastischem Kunststoff, bestehend aus Oberteil und Unterteil, wobei das Unterteil Formeinsätze trägt und pro Formnest einen Niederhalter und einen in jedem Niederhalter angeordneten, über eine Stange verschiebbaren Streckhelfer aufweist. Der Niederhalter ist dabei von einem ringförmigen Kühleinsatz umgeben, der gegen die Außenwand des Niederhalters geschlossen ist und an ihr wärmeleitend anliegt und der sich mit seiner Stirnseite bis in die Schnittebene erstreckt und der die Schneidkante des Oberteils bildet.
Aufgabenstellung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Formwerkzeug oder Form-/Stanzwerkzeug zum Tiefziehen von Behältern aus einer erwärmten Folienbahn aus thermoplastischem Kunststoff zu verbessern, indem die Kühlung der Niederhalter verbessert wird.
Gelöst ist diese Aufgabe erfindungsgemäß durch die Anspruch 1 angegebenen Merkmale. im Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus übrigen, in den jeweiligen Unteransprüchen genannten Merkmalen.
Figurenliste
Weitere Einzelheiten der Erfindung sind nachfolgend anhand der schematischen Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:

1 zeigt den Aufbau eines Form-/Stanzwerkzeugs zum Tiefziehen von Behältern aus einer erwärmten Folienbahn aus thermoplastischem Kunststoff mit einem Niederhalter nach dem Stand der Technik.
2 zeigt den Aufbau des erfinderischen Form-/Stanzwerkzeugs zum Tiefziehen von Behältern aus einer erwärmten Folienbahn aus thermoplastischem Kunststoff mit einem Niederhalter mit verbesserter Kühlung.
3 zeigt den Aufbau des erfinderischen Form-/Stanzwerkzeugs zum Tiefziehen von Behältern aus einer erwärmten Folienbahn aus thermoplastischem Kunststoff mit einem Niederhalter mit verbesserter Kühlung mit einer alternativen Anordnung von Einrichtungen zur Wärmeleitung 9 auf dem inneren Umfang.

In 1 wird die Kühlung der Niederhalter 8 nach dem Stand der Technik gezeigt. In den Niederhalter 8 wird ein Einsatz 4 eingebaut, der so gestaltet ist, dass sich ein Hohlraum zwischen dem Niederhalter 8 und dem Einsatz 4 ergibt. Über eine Kühlwasserversorgung 6 strömt Kühlwasser in den Hohlraum 7 zwischen Niederhalter 8 und Einsatz 4 und verlässt durch Kühlwasserabfluss 11 wieder den Niederhalter 8 und kühlt währenddessen den Niederhalter 8. Nachteilig beim Stand der Technik ist der hydraulische Widerstand, der sich im engen Hohlraum ausbildet und der zu einem ungünstigen Druckverlust im Kühlwasserkreislauf führt.
In 2 wird der erfinderische Niederhalter 8 gezeigt, der einen einstückigen Aufbau aufweist. Auf seiner Außenkontur sind Ausnehmungen eingearbeitet, die axial angeordnet sind. In die Ausnehmungen sind Einrichtungen zur Wärmeleitung 9 eingebracht. Das können beispielsweise massive Metallstäbe sein, beispielsweise Stäbe aus Kupfer. Als vorteilhaft hat sich erwiesen, die Einrichtungen zur Wärmeleitung 9 als Wärmerohre auszubilden, die als sogenannte heat pipes bekannt sind. Diese Wärmerohre sind als rundum verschlossene metallische Hohlkörper ausgebildet, die in ihrem Inneren eine verdampfbare Flüssigkeit aufweisen. Diese Flüssigkeit kann beispielsweise Ethanol sein. Die Hohlkörper sind beispielsweise aus Kupfer gefertigt mit einem Korrosionsschutz aus Nickel. Die Ausnehmungen sind von ihren Abmaßen an die Wärmerohre so angepasst, dass die Wärmerohre beispielsweise mit geringem Untermaß mit einer Masse, die aus einem Gemisch auf Klebstoff und Wärmeleitpaste besteht, in die Ausnehmungen eingeklebt werden. Die Wärmerohre können ebenfalls in die Ausnehmungen eingestemmt sein.
In 3 wird der erfinderische Niederhalter 8 gezeigt, der einen einstückigen Aufbau aufweist. In seiner Innenkontur sind Ausnehmungen eingearbeitet, die axial angeordnet sind. In den Ausnehmungen werden die Einrichtungen zur Wärmeleitung 9 eingebaut. Ebenso können die Ausnehmungen zur Aufnahme der Einrichtungen zur Wärmeleitung 9 in der Außenkontur untergebracht sein. Die Einrichtungen zur Wärmeleitung 9 können senkrecht eingebracht sein in den Niederhalter 8, ebenso können die Einrichtungen zur Wärmeleitung 9 in einem alternativen Winkel von beispielsweise 45° Neigung zur Senkrechten eingebracht werden. Werden als Einrichtungen zur Wärmeleitung 9 Wärmerohre eingesetzt, so müssen die Wärmerohre so eingebaut werden, dass verdampfende Flüssigkeit zum oberen, kühlen Ende des Wärmerohrs aufsteigen kann, um dort wieder zu kondensieren. Die geometrische Form der Einrichtungen zur Wärmeleitung 9 ist in der Regel eher länglich, mit einem Verhältnis von Länge zu Breite von mindestens 3. Die Einrichtungen zur Wärmeleitung 9 können einen kreiszylindrischen Querschnitt aufweisen, ebenso kann der Querschnitt quadratisch oder rechteckig sein. Ihre Erstreckung kann gerade sein, ebenso sind gebogene Formen, wie beispielsweise eine S-förmige Erstreckung, möglich. Es ist erfinderisch vorgesehen das Formwerkzeug oder Form-/Stanzwerkzeug zum Tiefziehen von Behältern aus einer erwärmten Folienbahn 5 aus thermoplastischem Kunststoff, bestehend aus Oberteil 1 und Unterteil 2, wobei das Unterteil 2 die Formeinsätze 44 trägt und das Oberteil 1 pro Formnest einen Niederhalter 8 und einen darin verschiebbaren Streckhelfer 3, so auszubilden, dass der Niederhalter 8 auf seinem Umfang Einrichtungen zur Wärmeleitung 9 aufweist. Die Einrichtungen zur Wärmeleitung 9 sollen parallel zur Hauptachse oder in einem Winkel α zur Hauptachse angeordnet sein. Der Winkel α soll in einem Bereich von 0 bis 70 Grad liegen. Die Einrichtungen zur Wärmeleitung 9 sind vorteilhafterweise als massive Stäbe aus Metall ausgeprägt. Die Einrichtungen zur Wärmeleitung 9 sollen als rundum verschlossene metallische Hohlkörper ausgebildet sein, die in ihrem Inneren eine verdampfbare Flüssigkeit aufweisen.
Bezugszeichenliste

1: Oberteil
2: Unterteil
3: Streckhelfer
4: Einsatz
5: Folienbahn
6: Kühlwasserzufluss, Kühlwasserversorgung
7: Hohlraum
8: Niederhalter
9: Einrichtung zur Wärmeleitung
10: Nut
11: Kühlwasserabfluss

Claims

Formwerkzeug oder Form-/Stanzwerkzeug zum Tiefziehen von Behältern aus einer erwärmten Folienbahn (5) aus thermoplastischem Kunststoff, bestehend aus Oberteil (1) und Unterteil (2), wobei das Unterteil (2) Formeinsätze trägt und das Oberteil (1) pro Formnest einen Niederhalter (8) und einen darin verschiebbaren Streckhelfer (3), dadurch gekennzeichnet, dass der Niederhalter (8) auf seinem Umfang Einrichtungen zur Wärmeleitung (9) aufweist.
Formwerkzeug oder Form-/Stanzwerkzeug gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtungen zur Wärmeleitung (9) parallel zur Hauptachse oder in einem Winkel α zur Hauptachse angeordnet sind.
Formwerkzeug oder Form-/Stanzwerkzeug gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel α in einem Bereich von 0 bis 70 Grad liegt.
Formwerkzeug oder Form-/Stanzwerkzeug gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtungen zur Wärmeleitung (9) als massive Stäbe aus Metall ausgeprägt sind.
Formwerkzeug oder Form-/Stanzwerkzeug gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtungen zur Wärmeleitung (9) als rundum verschlossene metallische Hohlkörper ausgebildet sind, die in ihrem Inneren eine verdampfbare Flüssigkeit aufweisen.