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Vorrichtung zum Tiefziehen von Kunststoff-Folien Es ist bekannt, thermoplastische
Kunststoff-Folien zu Gegenständen zu verformen, indem man sie durch Erwärmen erweicht
und mittels Preßluft in eine entsprechende Hohlform einpreßt oder mittels Vakuum
in eine entsprechende Hohlform einzieht. Es ist dabei auch bekannt, die Folie vor
dem endgültigen Einbringen in die Hohlform mittels eines Stempels vorzuziehen bzw.
vorzudehnen, um dadurch eine bessere Verteilung der durch das Verformen der Folie
auftretenden Verdünnung der Wandstärke zu erzielen.
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Bei den mit solchen Vorziehstempeln oder Streckhelfern arbeitenden
Vakuumverformungsverfahren wird in der Praxis ebenfalls oftmals Preßluft vom Vorziehstempel
bzw. Streckhelfer her benötigt, um einmal einen Luftfilm zwischen dem Streckhelfer
und der Folie während des Vorschubs aufzubauen und zum anderen um gegen Ende der
Vakuumwirkung die Folie durch einen rückwärtigen Preßluftstoß auch in die letzten
Bereiche der Form einzupressen und dadurch vollständig auszuformen.
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Alle bekannten mit Preßluft arbeitenden Verformungsverfahren machen
eine Anlage zum Erzeugen der Preßluft erforderlich und außerdem Einrichtungen zum
Steuern der Preßluftzufuhr. Die bekannten Verformungsmaschinen sind daher entweder
mit einer eigenen zentralen Anlage zum Erzeugen von Preis luft ausgerüstet oder
an eine solche zentrale Anlage angeschlossen. Die zentrale Preßluftversorgung hat
aber, abgesehen von einem verhältnismäßig großen maschinellen Aufwand, der Notwendigkeit
der Bedienung und Wartung und einem verhältnismäßig großen Platzbedarf, den Nachteil,
daß die Preßluft über verhältnismäßig lange Schlauchleitungen zugeführt werden muß
und deshalb die Preßluftsteuerung verhältnismäßig träge und verzögert ist. Durch
die bei zentralen Preßluftanlagen unvermeidliche Steuerungsverzögerung muß die Preßluftsteuerung
jeweils an die Arbeitsgeschwindigkeit der Verformungsmaschine angepaßt werden und
bei jeder Umstellung der Arbeitsgeschwindigkeit neu einjustiert werden.
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Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine wesentlich
vereinfachte, praktisch verzögerungsfrei und mit einem Mindestmaß an Trägheit arbeitende
Preßluftführung und Preßluftsteuerung zu schaffen, so daß sich Verformungsmaschinen
sehr genau in sehr einfacher Weise an die jeweiligen Arbeitserfordernisse anpassen
lassen.
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Dies wird durch die Erfindung dadurch erreicht, daß die Einrichtung
zum Erzeugen der Preßluft im Inneren des Vorziehstempels selbst angebracht ist und
mit ihrer Betätigungseinrichtung aus dem rückwärtigen Ende des Vorziehstempels zur
Verbindung
mit einer an der Tiefziehmaschine vorgesehenen Steuereinrichtung herausragt.
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Es wird hierdurch erreicht, daß die zeitliche Steuerung, die Drucksteuerung,
d. h. die gesamte Charakteristisk der Preßlufteinwirkung beim Tiefziehvorgang, sehr
genau und fein einstellbar wird, so daß auch verhältnismäßig komplizierte Tiefziehvorgänge
genau, sicher und reproduzierbar gesteuert werden können. Dies beruht hauptsächlich
darauf, daß durch die Erfindung keine Preßluftleitungen und sonstige nicht unmittelbar
der Folienverformung dienende Preßlufträume benötigt werden.
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Die Vorrichtung nach der Erfindung zeichnet sich nicht allein durch
große Einfachheiten aus, sie eignet sich darüber hinaus auch vorzüglich für das
Durchführen von solchen Tiefziehverformungen, bei denen die Ziehtiefe im Verhältnis
zur Größe der Öffnung der Ziehform sehr groß ist.
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In bevorzugter Ausführungsform der Erfindung besteht die Einrichtung
zum Erzeugen der Preßluft aus einer im Inneren des Vorziehstempels angebrachten,
im wesentlichen axialen Zylinderbohrung und einem in dieser geführten Verdichtungskolben,
dessen Schaft nach rückwärts aus dem Vorziehstempel herausragt.
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Bei dieser Ausführungsform der Erfindung hängt die Höhe der im Inneren
des Vorziehstempels erzeugten Preßluft unter anderem von der Hubhöhe des Verdichtungskolbens
in der Zylinderbohrung des Vorziehstempels ab. Auch die Geschwindigkeit der Druckerzeugung
ist von Einfluß auf die Wirkung der Preßluft, insbesondere wenn sowohl in der Wand
des Vorziehstempels als auch in der vorderen Stirnseite des Vorziehstempels Luftaustrittslöcher
vorhanden sind. Die Geschwindigkeit der Erzeugung der Preßluft ist auch in solchen
Fällen von Bedeutung für
den Ablauf des Ziehvorganges, bei denen
zwischen dem Vorziehstempel und der Ziehform keine eigentliche Abdichtung erfolgt,
sondern durch das rasche Auftreten des Luftdruckes innerhalb der Ziehform für genügend
lange Zeit ein genügend hoher Druck für das Ausformen der tiefgezogenen Kunststoff-Folie
bestehenbleibt, während der Druckluftausgleich durch einen Durchgang zwischen der
Außenfläche des Vorziehstempels und der auf der Ziehformwandung liegenden Kunststoff-Folie
erfolgt. Die Steuerung der Höhe des Luftdruckes und der Geschwindigkeit der Druckerzeugung
läßt sich durch entsprechende, an sich bekannte Steuerungsorgane in der Maschine
in verhältnismäßig einfacher Weise bewerkstelligen.
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Zweckmäßigerweise kann die Ziehform nach erfolgtem Einfahren des Vorziehstempels
zwischen diesem und dem oberen Rand der Ziehform hermetisch abgeschlossen werden.
Hierzu kann am rückwärtigen Ende des eigentlichen Vorziehstempelteils, d. h. der
eigentlichen Vorziehpatrize, ein mit einer um den Rand der Tiefziehform angeordneten
Dichtungsfläche zusammenwirkender Dichtungskranz vorgesehen sein.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden an Hand der
Zeichnung näher erläutert.
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Im dargestellten Beispiel weist der Vorziehstempel 1 eine axiale
zylindrische Bohrung 2 auf, in die ein an seinem Fußende passend eingeschliffen
oder in an sich bekannter Weise mit Dichtungsringen gegen die zylindrische Wand
abgedichteter Verdichtungskolben3 eingesetzt ist. In dem in der Zeichnung oberen
Endbereich des eigentlichen in die Tiefziehform einzuführenden, also die Patrize
bildenden Teiles des Tiefziehstempels 1, ist ein ringförmiger Flansch 5 vorgesehen,
der einen Dichtungskranz 6 mit hervorstehender Dichtungskante7 trägt. Dieser Flansch
5 ist so durchbohrt, daß der Vorziehstempel 1 durch die Bohrung paßt und in dieser
axial verschiebbar ist. Der Dichtungskranz 6 setzt sich gegen Ende des Einfuhrhubes
des Vorziehstempels 1 auf eine entsprechend ausgebildete (nicht dargestellte) Dichtungsfläche,
die um den oberen Rand der Tiefziehform angeordnet ist.
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Das Vorschieben bzw. Zurückziehen des Vorziehstempels 1 erfolgt durch
an sich bekannte Steuereinrichtungen, die auf die obere bzw. untere Fläche 8 bzw.
9 des Tellers drücken, der mit dem in der Zeichnung oberen Ende des Vorziehstempels
1 fest verbunden ist. Der Teller 10 weist eine Bohrung 11 auf, durch die der Verdichtungskolben
3 geführt ist. Der Dichtungsdruck zwischen der Dichtungskante und der (nicht dargestellten)
Dichtungsfläche der Tiefziehform wird durch die Feder 12 bewirkt.
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Um die in der Zylinderbohrung 2 des Vorziehstempels 1 befindliche
Luft zu verdichten, wird der Verdichtungskolben 3 durch ein an der Tiefziehmaschine
vorgesehenes (nicht dargestelltes) Steuermittel, das auf die obere Fläche 13 eines
am Kolbenende befindlichen Kolbentellers 14 einen Druck ausübt, in die Zylinderbohrung
2 hineingeschoben. Die Rückwärtsbewegung des Verdichtungskolbens 3 wird durch die
Rückholfedern 15 bewirkt.
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Der Vorziehstempel 1 ist im dargestellten Beispiel an seiner vorderen
Stirnseite, d. h. dem in der Zeichnung unteren Ende über den gesamten Querschnitt
der Bohrung 2 offen, so daß die beim Verdichtungshub des Verdichtungskolbens 3 in
der Zylinderbohrung 2 erzeugte Preßluft ohne weiteres ausströmen kann. Statt dessen
ist es vielfach vorzuziehen, die verdichtete Luft in gelenkten Strömen aus der Zylinderbohrung
2 austreten zu lassen und zu diesem Zweck das untere Ende des Vorziehstempels 1
durch einen Deckel abzuschließen, der mit Luftaustrittslöchern versehen ist. Auch
die Wand des Vorziehstempels 1 kann dann mit Luftaustrittslöchern versehen sein.