DE1169113B

DE1169113B - Maschine zum Vakuum-Ziehen thermoplastischer Folien

Info

Publication number: DE1169113B
Application number: DESCH23306A
Authority: DE
Inventors: Max Schmidt
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1957-12-24
Filing date: 1957-12-24
Publication date: 1964-04-30
Also published as: FR1222566A

Description

Maschine zum Vakuum-Ziehen thermoplastischer Folien Beim Verformen von Folien aus thermoplastischem Kunststoff, insbesondere nach dem Vakuumtiefziehverfahren, waren die bisherigen Methoden vor allem darauf gerichtet, mit einem verhältnismäßig geringen Aufwand einen größtmöglichen Produktionsausstoß von Halb- oder Fertigerzeugnissen zu erzielen. Diese Absicht gründete sich nicht zuletzt darauf, daß es sich bei den Fabrikaten aus Kunststoffen zumeist um Massenartikel handelt, für welche beim Angebot an den Endabnehmer eine möglichst gediegene Kalkulation anzusetzen ist.
Die bisher bekannten Einrichtungen zum Vakuumziehen benötigen unter anderem zumindest eine verhältnismäßig umständliche und kostspielige Vakuumanlage, mittels welcher in unter Umständen sehr zeitraubender Weise der Vakuumkessel, in dem die Folien verformt werden, erst leergepumpt werden muß.
Die bearbeitete Folie wird danach einer selbständigen oder nachgeschalteten Kühleinrichtung zugeführt, um die Ziehteile, insbesondere für die Weiterverarbeitung, abzukühlen.
Bei anderen Vorrichtungen bekannter Art wurde zur Vereinfachung des Fertigungsprozesses zwar schon vorgeschlagen, auf die Vakuumanlage sowie auf den damit verbundenen Vakuumkessel oder -kasten zu verzichten und als Ersatz dafür einen mittels Fußhebelbedienung betätigbaren, in einem Zylinder geführten Kolben mit dieser Funktion zu betrauen. Aber gerade der jeweils nur durch Pedalbetätigung in Gang gesetzte Arbeitshub bringt andererseits keinen Vorteil in bezug auf eine angestrebte Massenproduktion, so daß auch solche Vorrichtungen weit hinter der Anforderung nach Artikeln der vorgenannten Art zurückbleiben müssen.
Die Maschine gemäß der Erfindung schafft daher in idealer Weise einerseits eine wesentliche Vereinfachung und andererseits eine zweckmäßige Vervollkommnung der vorbeschriebenen Vorrichtungen, welche mit einfachen Mitteln, jedoch vollautomatisch und daher wesentlich produktiver und billiger arbeiten. Sie erreicht dies durch einen mit Doppelfunktion arbeitenden Kolben, bei dessen Betätigung sowohl Vakuum hergestellt, als auch gleichzeitig Blasluft für die Kühlung der gezogenen Folie erzeugt wird.
Dieser einfache Kolben mit seinem Zylinder erfüllt den gleichen Zweck wie die bisherigen umfangreichen Vakuumanlagen mit Kessel und dgl. und bedeutet, wie erwähnt, naturgemäß und zwangläufig eine ganz erhebliche Vereinfachung auf dem Gebiet des Vakuumziehens überhaupt.
Der Zieh- und Streckstempel wird gemäß der Erfindung in Abhängigkeit vom Kolben bzw. von der diesen steuernden Antriebsvorrichtung der Maschine betätigt, wobei der besondere Nutzeffekt noch darin liegt, daß das Aggregat sowohl für positives als auch für negatives Ziehen und Strecken geeignet ist. Damit entfällt das umständliche Auswechseln von Verformungswerkzeugen, wenn Hohlkörper ausgeformt werden sollen, welche entweder zweckmäßiger nach der einen oder nach der anderen Methode gewonnen werden sollen.
Weitere Erfindungsgedanken ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung des in der beigefügten Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles. Dabei zeigt F i g. 1 eine schematische Darstellung der gesamten Anlage im Schnitt, F i g. 2 bis 4 die einzelnen Arbeitsphasen beim eigentlichen Ziehvorgang, Fig. 5 und 6 weitere Arbeitsphasen nach dem Ziehvorgang beim Zuführen von Kühlmittel und die Vorbereitung zu einem neuen Arbeitshub.
Mit 1 ist ein Zylinder bezeichnet, in dem sich ein Kolben 2 befindet, der über die Kolbenstange 3 von einer beliebigen, an sich bekannten Antriebsvorrichtung 4 in Bewegung setzbar ist. Am Zylinder 1, dessen Innenraum, und zwar mit Blickrichtung auf die zeichnerische Darstellung, links vom Kolben 2 für die Lufterzeugung mit L und rechts davon für die Erzeugung von Vakuum mit V bezeichnet ist, sind, jeweils paarweise regulierbar, Einlaß- und Auslaßventile 5 und 6 angeordnet, welche mittels Leitungen 7 und 8 einerseits zu bzw. vom Streck- (oder Zieh-) Stempel 9 und andererseits zu einer Blasdüse 10 führen und über deren Funktion später die Rede sein wird.
Der Stempel 9 ist über Winkelhebel 11 unter Zwischenschaltung einer oder mehrerer Fiihrungs- oder Gleitrollen 11' an der Kolbenstange 3 angelenkt, wobei die genannten Führungselementell' bei eingeschaltetem Antrieb an einer Innenkurve 12 eines Steuerungssegmentes 12' zwangläufig entlanggleiten und ein Heben und Senken des Streck- (bzw. Zieh-) Stempels 9 bewirken.
Das Aggregat ist oben mit einem ortsfesten Arbeitstisch 13 abgeschlossen, in welchem lediglich eine mit beiderseitigen ringförmigen Rahmen 14 verstärkte Öffnung 15 für den Stempel 9 vorgesehen ist.
Das von der Vorratsrolle 16 schrittweise abgezogene Folienband 17 durchläuft in herkömmlicher Weise eine Vorheizung 18 und gelangt zwischen den Rahmenteilen 14 in den Bereich der Hauptheizung 19, wo die Folie 17 die für die Verformung notwendige Temperatur erhält. Die mechanisch arbeitenden Bestand- bzw. Zubehörteile sind im wesentlichen von einem schrankartigen Aufbau oder Gehäuse 20 umschlossen.
Der Ziehvorgang ist folgender: Der Kolben 2 bewegt sich mit der Kolbenstange 3, von der in Pfeilrichtung rotierenden Antriebsvorrichtung 4 in Bewegung gesetzt, im Zylinderl zwischen den Markierungslinien 2' und 2". Dabei wird der mit dem gelenkigen Winkelgestänge 11 mit zwischengelagerten Führungsrollenli' verbundene Stempel 9 kraftschlüssig vertikal nach oben gedrückt, bis dessen abgesetzter Dichtungsring 21 sich fest an den unteren Rahmenteil 14 der Durchlaßöffnung 15 preßt. Gleichzeitig befindet sich das durch die Vorheizung 18 vorgewärmte Folienstück unter der Hauptheizung 19 und erhält die für die unmittelbar nachfolgende Vakuumverformung notwendige Bearbeitungstemperatur.
Der Streckstempel 9 hebt in seiner Arbeitsstellung die durch Hitze bearbeitungsfähige Folie kuppenartig nach oben, nachdem kurz zuvor der obere Rahmenteil 14 auf mechanischem Weg fest auf die Folie gedrückt worden ist. Inzwischen hat der Kolben 2 bei allseits geschlossenen Ventilen 5 und 6 im Zylinder fast den toten Punkt an der Markierungslinie 2' erreicht und dabei gleichzeitig sowohl im Raum V des Zylinders 1 Vakuum erzeugt als auch im Raum L Luft komprimiert. Nun treten die Verzögerungsventile in der Reihenfolge 6, 5 in Tätigkeit, denn bei plötzlicher Öffnung der ersteren wird über die Leitungen 8 aus den Kanälen 22 und aus den von der Folie 17 eingeschlossenen Formräumen23 (Fig. 3) die Luft abgesaugt, so daß sich in an sich bekannter Weise die Ziehteile 24 bilden und ausformen.
Dieser Vorgang läuft in Bruchteilen von Sekunden ab, und gleich darauf öffnen sich die Ventile 5 und geben die im Raum L des Zylinders 1 angesammelte Luft impulsiv frei, welche durch die später mit den Kanälen 22 kommunizierenden Leitungen 7 bzw. über die Blasdüse 10 zu den Formkörpern 24 strömt und einerseits ein beschleunigtes Abheben der Folie vom Formwerkzeug 9 und vom Tisch 13 begünstigen und andererseits eine erste Abkühlung des Ziehteiles 24 bewirken. Die durch die Komprimierung hervorgerufene Erwärmung der Preßluft im Raum L liegt trotzdem noch weitaus niedriger als die Folientemperatur bei der Ziehöffnung 15.
Während nun das Kurbelgestänge des Antriebes 4 den Stempel 9 nach unten in die Ausgangslage zurückbewegt, geht der Kolben 2 wieder in Bereitstellung. Bei diesem Rücktransport bleiben die Ventile 5 6 noch geöffnet und schließen sich erst wieder, sobald ein neuer Arbeitstakt beginnt. Inzwischen sorgt eine Transportvorrichtung (nicht dargestellt) für die Weiterbeförderung des Folienbandes um eine Station, und ein neuer Arbeitsgang beginnt.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich nicht nur für das gemäß den Abbildungen erläuterte Positivverformen. Ein mit wenigen Handgriffen durchführbares Auswechseln des Streckstempels in einem Ziehstempel bei sonst gleichbleibenden Aggregateteilen schafft eine ideale Lösung für das Negativverformen oder für eine Mehrfachverformung, wobei ohne Schwierigkeit eine kombinierte Ausführungsform von Halbzieh- und Halbstreckeinrichtung erstellbar ist, wenn es sich z. B. um Hohlkörper mit besonders tiefgezogenen Formteilen handelt.

Claims

Patentansprüche: 1. Maschine zum Vakuumziehen von Folien aus thermoplastischem Kunststoff, bei der durch einen Saugzug die durch Wärme plastifizierte Folie in den konkaven Teilen eines Formwerkzeuges oder auf den konvexen Teilen einer solchen Form zur Anlage gebracht wird und ein in einem Zylinder betätigbarer Kolben das für den Verformungsvorgang erforderliche Vakuum erzeugt, woraufhin die so zu einem Hohlkörper gezogene Folie gekühlt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (2) in dem Zylinder (1) doppelwirkend ausgebildet ist, nämlich sowohl das erforderliche Vakuum für den Verformungsvorgang als auch die Druckluft für die Kühlung der verformten Folie erzeugt.
2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl im Vakuumteil (V) des Zylinders (1) als auch an dessen Druckluftseite (L) die Ein- bzw. Auslaßventile (5, 6) als Verzögerungsventile ausgebildet sind.
3. Maschine nach den Ansprüchen 1 und 2 zum Ziehen der Folie mittels eines axial beweglichen Zieh- oder Streckstempels, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb für den Stempel (9) mit dem Antrieb für den Kolben (2) mechanisch gekoppelt ist.
4. Maschine nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verformungsfolie (17) vom endlosen Band in regulierbaren Arbeitstakten und regulierbaren Zeitintervallen der Arbeitsstelle zuführbar ist und auf dem Wege von der Ablaufrolle (16) bis zum Arbeitstisch (13) einen Heizkanal (18) mit regulierbarer Temperatur durchläuft und vor dem Verformen nur noch wenig mehr erhitzt zu werden braucht.
5. Maschine nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet. daß die Aufwärtsbewegung des Stempels (9) von einer (Steil-)Kurve (12) über eine oder mehrere Rollen (all') gesteuert wird, wobei durch Veränderung der Kurve die Hubgeschwindigkeit und die Hubhöhe veränderbar ist.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1 733 929; Zeitschrift »Der Plastverarbeiter«. Heft 1/1956, S. 2 bis 8; französische Patentschrift Nr. 1122 016.