DE1256403B

DE1256403B - Saugformmaschine fuer das Formen thermoplastischer Kunststoffbaender

Info

Publication number: DE1256403B
Application number: DEC25283A
Authority: DE
Inventors: Dr Nerio Martelli; Dr-Ing Francesco Martelli; Dr-Ing Guido Martelli
Original assignee: NEST PACK SpA; Compagnia Italiana Nest Pack SpA
Current assignee: NEST PACK SpA; Compagnia Italiana Nest Pack SpA
Priority date: 1961-06-20
Filing date: 1961-10-16
Publication date: 1967-12-14
Also published as: CH399725A; GB993369A; ES278663A1; FR1325523A; NL139683B; BE619045A; NL279950A; AT235009B; DK109356C; US3181202A

Description

Saugformmaschine für das Formen thermoplastischer Kunststoffbänder Die Erfindung betrifft eine Saugformmaschine für das Formen thermoplastischer Kunststoffbänder mit am Umfang einer drehbaren Trommel, auf die das Kunststoffband aufgebracht wird, angeordneten Saugformen, einer das Kunststoffband erwärmenden Reizvorrichtung und einer selbsttätig gesteuerten Vakuum-Verteilervorrichtung, welche die durch das erweichte Kunststoffband abgedeckten Saugformen für einen Bruchteil einer Trommelumdrehung mit einer Vakuumquelle und anschließend mit der Außenluft verbindet, wobei eine aus einem Stempel bzw. aus einem Stempel mit Löchern für Blasluft oder aus einer Glocke zum Zuführen von Druckluft bestehenden Gegenform für einen Bruchteil einer Umdrehung der Saugformentrommel mit jeder Saugform dieser Trommel zusammenwirkt und das erweichte Kunststoffband in die Saugform vor und/oder nach bzw. während des Ansaugens eindrückt.
Die bekannten Saugformmaschinen dieser Art weisen eine große Anzahl von Gegenformen auf, die auf dem Umfang einer mit der Saugformentrommel zusammenwirkenden, umlaufenden Gegenformentrommel angeordnet sind. Die vom Umfang der Gegenformentrommel vorspringenden Gegenformen greifen dabei zahnartig in die Saugformen der Saugformentrommel ein. Die zwei Trommeln sind also gewissermaßen untereinander verzahnt, bzw. sie verhalten sich wie zwei ineinandergreifende Zahnräder, wobei die Zähne (Gegenformen) der einen Trommel in die Lücken (Saugformen) der anderen Trommel eingreifen.
Infolge der Verzahnung der zwei Trommeln untereinander sind Größe, Anzahl und Häufigkeit der Saug- bzw. Gegenformen sehr stark voneinander und vom Durchmesser der entsprechenden Trommel abhängig. Bei einem gegebenen Trommeldurchmesser können z. B. nur sehr wenige, besonders tiefe Saugformen auf der Saugformentrommel angeordnet werden, da auf die Verzahnung dieser Trommel mit der Gegenformentrommel Rücksicht genommen werden muß. Die Anzahl der Formen auf dem Umfang der beiden Trommeln ist also begrenzt, und ein ziemlich großer Anteil des Trommelumfanges wird nicht ausgenutzt.
Bei den genannten bekannten Saugformmaschinen mit Gegenformen wird ferner das erweichte thermoplastische Kunststoffband durch die Gegenformen sehr ungleichmäßig verformt. Der Stempel, der jede Gegenform bildet, dringt nämlich zuerst mit einer Seitenkante in die Saugform ein und rollt dann gewissermaßen in der Saugform ab, wonach er diese zuletzt mit seiner entgegengesetzten Seitenkante ver- läßt. Die Schräglage des Stempels beim Eintreten und Verlassen der Saugform und das Abrollen desselben in der Saugform wirken sich sehr ungünstig auf die Verformung des erweichten Kunststoffbandes aus, da sie unsymmetrische und ungleichförmige bzw. stufenweise Dehnungen der Folie bewirken.
Ein weiterer Nachteil der bekannten Saugformmaschinen besteht schließlich darin, daß beim Auswechseln der Saugformen auch eine größere und im allgemeinen gleich große Anzahl von Gegenformen ausgewechselt werden muß. Es müssen also, abgesehen vom größeren Material- und Zeitaufwand, noch ziemlich große Lagerbestände an Gegenformen bereitgehalten werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu beheben und eine Saugformmaschine der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der neben einer wesentlichen Herabsetzung der Anzahl der Gegenformen die Oberfläche der Saugformentrommel vollständig mit unmittelbar nebeneinanderliegenden Saugformen bestückt werden kann und eine symmetrische und regelmäßige Verformung des Kunststoffbandes gewährleistet wird.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Saugformentrommel mit einer einzigen, um die Trommelachse schwenkbar gelagerten und in radialer Richtung von und zu der Trommel bewegbaren Gegenform zusammenwirkt, die nach ihrem Andrücken gegen eine Saugform der Drehbewegung der Saugformentrommel für den vorbestimmten Bruchteil einer Umdrehung folgt und nach dem Abheben von der Saugform mit vorzugsweise größerer Geschwindigkeit bzw. schlagartig in ihre Ausgangsstellung bis zur nächstfolgenden Saugform zurückschwingt.
Bei dieser Ausbildung können die Saugformen unabhängig von ihrer Tiefe bzw. von der Höhe der Gegenform unmittelbar nebeneinander auf dem Umfang der Saugformentrommel angeordnet werden, da keine Rücksicht auf die Verzahnung zweier Trommeln untereinander genommen zu werden braucht.
Infolgedessen kann die Oberfläche der Saugformentrommel vollständig mit Saugformen bestückt und ausgenutzt werden. Außerdem dringt der Stempel der Gegenform genau mittig und in senkrechter Richtung zu dem erweichten Kunststoffband in die Saugform ein, so daß eine völlig symmetrische und regelmäßige Verformung des Kunststoffbandes gewährleistet ist.
Beim Auswechseln der Saugformen braucht nur eine einzige Gegenform mit einem bedeutend geringeren Material- und Zeitaufwand ausgewechselt zu werden.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung kann das seitliche Zusammendrücken des Kunststoffbandes zwischen einer Saugform und dem darin einrastenden Stempel der Gegenform zusätzlich dadurch verhindert werden, daß die Gegenform und die Saugformentrommel zusammenwirkende Zentrier- und Kupplungsglieder aufweisen, die beim Andrücken der Gegenform gegen die Trommel einrasten und sich beim Abheben der Gegenform von der Trommel lösen.
Eine besonders zweckmäßige Lagerung der schwenkbaren Gegenform kann nach einem weiteren Merkmal der Erfindung dadurch erzielt werden, daß die Gegenform an der Kolbenstange mindestens eines hydraulischen oder pneumatischen drehbar auf der Welle der Saugformentrommel gelagerten Arbeitszylinders befestigt und das freie Ende der Kolbenstange durch eine federnde Rückzugvorrichtung gelenkig mit dem Maschinengestell verbunden ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht die Rückzugvorrichtung aus einem Zylinder, dessen durch eine Feder belasteter Kolben mit der Gegenform verbunden ist, wobei der Zylinder an dem die Feder entgegengesetzten Ende ein regelbares Luftauslaßventil od. dgl. aufweist. Diese Anordnung gestattet eine besonders einfache Geschwindigkeitsregelung der Rückbewegung der Gegenform.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt; es zeigt F i g. 1 eine erfindungsgemäß ausgebildete Saugformmaschine im Aufriß, bei der sich die mit der Saugformentrommel zusammenwirkende Gegenform in ihrer Ausgangsstellung befindet, F i g. 2 die Saugformmaschine nach F i g. 1 mit von der Saugformentrommel mitgenommener Gegenform, kurz bevor sich diese von der Trommel löst und in ihre Ausgangsstellung zurückschwingt.
Die dargestellte Saugformmaschine für thermoplastische Kunststoffbänder besteht aus einer z. B. in der Pfeilrichtung F umlaufenden Trommel 1, die auf ihrem Umfang die Saugformen 2 trägt. Das zu verformende thermoplastische Kunststoffband 3 wird um die Trommel 1 geführt, wobei es sich auf die Saugformen 2 legt und diese abdeckt. Die Ränder des Kunst- stoffbandes 3 werden zwischen der Trommel 1 und zwei, auf beiden Seiten der Saugformen um die Trommel herumgeführten, endlosen Drahtseilen dichtend an die Trommel angepreßt. Diese in der Zeichnung nicht dargestellten Drahtseile sind federnd gespannt und greifen vorzugsweise in Umfangsnuten der Trommel 1 ein.
Das Kunststoffband 3 wird entweder vor und/oder nach seinem Auflaufen auf die Trommel 1 auf die erforderliche Verformungstemperatur erwärmt, und zwar durch eine vor der Trommel 1 vorgesehene Heizvorrichtung 4 und/oder mittels einer Heizvorrichtung 5, die über einem Umfangsbogen der Saugformen trommel angeordnet ist, der zwischen derjenigen Stelle, an der das Kunststoffband 3 auf die Trommel aufläuft. und der Verformungsstelle des Bandes liegt.
Die dargestellte Saugformmaschine ist nicht nur für das Formen dünner Kunststoffolien, sondern auch stärkerer Kunststoffblätter bzw. -bänder oder -bahnen bestimmt. Damit auch beim Verarbeiten von stärkeren Kunststoffbändern die umlaufenden Drahtseile eine gute seitliche Abdichtung zwischen den Rändern des Kunststoffbandes 3 und der Saugformentrommel 1 ergeben, erweist es sich als zweckmäßig, eine besondere ausschaltbare oder einstellbare Heizvorrichtung vorzusehen, die nur die von den Drahtseilen zu erfassenden und dichtend an die Trommel anzudrückenden Ränder des Kunststoffbandes erwärmt und erweicht, noch bevor das Kunststoffband auf die Saugformentrommel 1 aufläuft. Zu diesem Zweck kann z. B. die mit 4 bezeichnete Heizvorrichtung dienen.
Die durch die Beheizung erweichten Bandränder lassen sich fester und mit größerer Dichtungswirkung an die Trommel 1 andrücken.
Die Formgebung des erweichten Kunststoffbandes 3 erfolgt durch Anlegen des Vakuums an die Saugformen 2 mit Hilfe einer selbsttätig gesteuerten, nicht dargestellten Vakuum-Verteilervorri chtung, welche die durch das erweichte Kunststoffband 3 abgedeckten Saugformen 2 für einen Bruchteil einer Trommelumdrehung mit einer Vakuumquelle und anschließend mit der Außenluft verbindet. Das geformte Kunststoffband ist mit 103 bezeichnet.
Die Saugformentrommel 1 wirkt mit einer einzigen Gegenform 6 zusammen, die um die Drehachse 7 der Trommel 1 verschwenkbar und in radialer Richtung von und zu der Trommel bewegbar ist. Zu diesem Zweck ist die Gegenform 6 an der Kolbenstange 8 eines auf der Trommelwelle 7 mit Hilfe von Wälzlagern 9 frei drehbar gelagerten hydraulischen oder pneumatischen Arbeitszylinders 10 befestigt. Eine Feder 11 drückt den Kolben 12 dieses Arbeitszylinders 10 nach außen, in eine Stellung, in der die Gegenform 6 von der Saugformentrommel 1 abgehoben ist und die freie Drehung dieser Trommel nicht behindert (Fig. 1). Das Druckmittel wird mit Hilfe eines Schlauches 13 und einer automatischen Verteilervorrichtung (nicht dargestellt) in die äußere Kammer des Arbeitszylinders 10 eingeführt und drückt den Kolben 12 nach innen in Richtung auf die Trommelachse 7. Dadurch wird die Feder 11 gespannt und die Gegenform 6 an die Saugformentrommel 1 gedrückt (F i g. 2). Nach Aufheben des hydraulischen oder pneumatischen Druckes wird die Gegenform 6 durch die Feder 11 wieder von der Saugformentrommel 1 abgehoben.
Für die radiale, d. h. von und zu der Saugformentrommel 1 gerichtete Bewegung der Gegenform 1 kann auch ein doppeltwirkender hydraulischer oder pneumatischer Arbeitszylinder 10 benutzt werden.
Das freie Ende der über die Gegenform 6 hinaus verlängerten Kolbenstange 8 ist an der mit 14 bezeichneten Stelle an die Kolbenstange 15 eines in dem Zylinder 16 geführten Kolbens 17 angelenkt. Der Zylinder 16 ist im Gelenk 18 an dem Maschinengestell 19 schwenkbar gelagert und weist an seinem oberen Ende ein einstellbares Luftauslaßventil 20 od. dgl. auf. Zwischen dem Kolben 17 und dem unteren, offenen Ende des Zylinders 16 ist eine Feder 21 angeordnet. Das Ganze stellt eine schwenkbar am Maschinengestell 19 gelagerte Rückzugvorrichtung dar, die die Gegenform 6 in die in F i g. 1 dargestellte Ausgangsstellung zurückführt. In dieser Winkelstellung wird die Gegenform 6 durch eine Anschlagrolle 22 festgehalten, die an dem freien Ende der Kolbenstange 8 befestigt ist und sich gegen eine Führungsschiene 23 des Maschinengestells 19 anlegt.
Im allgemeinen wird die Gegenform 6 von den Kolbenstangen 8 zweier, auf beiden Seiten der Saugformentrommel 1 auf deren Welle 7 schwenkbar gelagerten hydraulischen oder pneumatischen Arbeitszylindern 10 getragen. Auch die Rückführvorrichtung 15, 16, 17, 20, 21 kann entsprechend doppelt ausgebildet werden.
Die Saugformentrommel 1 und die Gegenform 6 weisen zusammenwirkende Zentrierungs- und Kupplungsmittel auf, die beim Andrücken der Gegenform 6 an die Saugformentrommel 1 ineinandergreifen und dadurch Gegenform 6 und Trommel 1 aufeinander einstellen und verbinden. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel hat die Gegenform 6 auf ihrer gegen die Trommel 1 gerichteten Seite ein gabelförmiges Glied 24, in das eine seitlich an der Saugformentrommel 1 vorgesehene Rolle 25 od. dgl. eingreift.
Die Gegenform 6 wirkt nacheinander mit jeder der Saugformen 2 der Trommel 1 zusammen, wobei sie das erweichte thermoplastische Kunststoffband 3 zusätzlich zu der Saugwirkung der Saugform 2 von außen in diese eindrückt und dadurch die Verformung des Kunststoffbandes 3 fördert.
Die Gegenform 6 kann hierzu einen der mehrere, zu jeder Saugform 2 passende Stempel 26 aufweisen, die beim Andrücken der Gegenform 6 an die Trommel 1 in die Saugform 2 eingreifen und das erweichte Kunststoffband in diese eindrücken. Das Ansaugen des Kunststoffbandes 3 in die Saugform 2 kann vor und/ oder nach bzw. während des Eindrückens des Bandes durch die Stempel 26 der Gegenform 6 erfolgen.
Die Gegenform 6 wird aus ihrer in F i g. 1 dargestellten Ausgangsstellung durch automatisch gesteuertes Einführen des Druckmittels in den hydraulischen oder pneumatischen Arbeitszylinder 10 gegen eine Saugform 2 der Trommel 1 gedrückt, wobei die Rolle 22 der Kolbenstange 8 auf der Führungsschiene 23 läuft und die Feder 21 der Rückführvorrichtung leicht vorgespannt wird. Noch bevor die Stempel 26 der Gegenform 6 in die entsprechenden Hohlteile der Saugform 2 eindringen, greifen die seitlichen Rollen 25 der Trommel 1 in die gabelförmigen Ansätze 24 der Gegenform 6 ein. Dadurch wird die Gegenform 6 in bezug auf die Saugform 2 zentriert und gleichzeitig mit der Saugformentrommel 1 gekuppelt. Infolgedessen wird die Gegenform 6 von der Saugformentrommel 1 bei deren Drehung mitgenommen, und zwar etwa bis zu der in Fig.2 dargestellten Winkelstellung. Dabei wird der Kolben 17 in dem Zylinder 16 der Rückführungsvorrichtung nach unten verschoben und die Feder 21 weitergespannt, während sich die Rolle 22 von der Führungsschiene 23 löst. Anschließend wird die Gegenform 6 nach dem Aufheben des hydraulischen oder pneumatischen Drückens im Arbeitszylinder 10 unter Einwirkung der Feder 11 von der Trommel 1 abgehoben. Dadurch wird die Kupplung 24, 25 zwischen Gegenform 6 und Saugformentrommel 1 ausgerückt, und die von der Trommel 1 gelöste Gegenform 6 schwingt unter Einwirkung der Feder 21 in ihre in F i g. 1 dargestellte Ausgangsstellung zurück. Die Geschwindigkeit, mit welcher die Gegenform 6 in ihre Ausgangsstellung zurückspringt, ist vorzugsweise bedeutend größer als die Drehgeschwindigkeit der Saugformentrommel 1 und kann durch Einstellen des Luftauslaßventils bzw. -hahnes 20 geregelt werden. Die Rückführungsgeschwindigkeit der Gegenform 6 ist jedenfalls so gewählt, daß die Gegenform 6 rechtzeitig in ihre Ausgangsstellung zurückschwingt, um die gleichen, vorstehend beschriebenen Bewegungen in bezug auf die nächstfolgende Saugform 2 der Trommel 1 zu wiederholen.
Dieser Bewegungszyklus wird durch das Einlassen des Druckmittels in den hydraulischen oder pneumatischen Arbeitszylinder 10 eingeleitet und kann taktgerecht in Abhängigkeit von der Winkelgeschwindigkeit der Formentrommel elektrisch gesteuert werden, z. B. mit Hilfe von elektrischen Kontakten, die periodisch durch die Saugformentrommel 1 betätigt werden.
Die Gegenform 6 kann auch mit einem federnd nachgiebigen Rahmen 27 versehen sein, der beim Auflegen der Gegenform 6 auf die Saugformentrommel 1 das erweichte Kunststoffband 3 dichtend und fest gegen den Umfang der Saugform 2 andrückt, noch bevor der Stempel 26 der Gegenform 6 mit dem Kunststoffband in Berührung kommt. Dadurch wird ein Verziehen des Kunststoffbandes verhindert und zusätzlich zu den seitlichen umlaufenden Drahtseilen, Ketten od. dgl. die Abdichtung zwischen der Saugform 2 und dem darauf aufliegenden Kunststoffband 3, insbesondere an den Querkanten der Saugform, wesentlich verbessert.
Nach einer weiteren, nicht dargestellten Ausführungsform kann die mit Stempeln 26 versehene Gegenform 6 durch einen kappenartigen, z. B. ähnlich wie der Rahmen 27 federnd nachgiebigen Deckel ersetzt werden, der eine Saugform 2 vollständig abdeckt und unter Zwischenschaltung des erweichten Kunststoffbandes gegen den Umfang der Saugform dichtend angedrückt wird. Nach dem Andrücken an die Trommel 1 wird diese kappen- oder deckelartige Gegenform selbsttätig und vorübergehend mit einer Druckluft-Liefervorrichtung verbunden. Durch den von außen wirkenden pneumatischen Druck wird das erweichte Kunststoffband 3 vor und/oder nach dem Ansaugen bzw. während des Ansaugens noch zusätzlich in die Saugform gedrückt bzw. eingeblasen.
Nach einer weiteren Ausgestaltung kann die Gegenform einen zu der Saugform 2 passenden Stempel 26 aufweisen. der mit Luftblasdüsen oder mit einem kappenartigen und eine Druckluft-Liefervorrichtung anschließbaren Deckel kombiniert bzw. mit Luftblaslöchern versehen ist.

Claims

Patentansprüche: 1. Saugformmaschine für das Formen thermoplastischer Kunststoffbänder mit am Umfang einer drehbaren Trommel, auf die das Kunststoffband aufgebracht wird, angeordneten Saugformen, einer das Kunststoffband erwärmenden Heizvorrichtung und einer selbsttätig gesteuerten Vakuum-Verteilervorrichtung, welche die durch das erweichte Kunststoffband abgedeckten Saugformen für einen Bruchteil einer Trommelumdrehung mit einer Vakuumquelle und anschließend mit der Außenluft verbindet, wobei eine aus einem Stempel bzw. einem Stempel mit Löchern für Blasluft oder aus einer Glocke zum Zuführen von Druckluft bestehenden Gegenform für einen Bruchteil einer Umdrehung der Saugformentrommel mit jeder Saugform dieser Trommel zusammenwirkt und das erweichte Kunststoffband in die Saugform vor und/oder nach bzw. während des Ansaugens eindrückt, dadurch gekennzeichnet, daß die Saugformentrommel (1) mit einer einzigen, um die Trommelachse (7) schwenkbar gelagerten und in radialer Richtung von und zu der Trommel bewegbaren Gegenform (6) zusammenwirkt, die nach ihrem Andrücken gegen eine Saugform (2) der Drehbewegung der Saugformentrommel für den bestimmten Bruchteil einer Umdrehung folgt und nach dem Abheben von der Saugform mit vorzugsweise größerer Geschwindigkeit bzw. schlagartig in ihre Ausgangsstellung bis zur nächstfolgenden Saugform zurück schwingt.
2. Saugformmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenform (6) und die Saugformentrommel (1) zusammenwirkende Zentrier- und Kupplungsglieder (24, 25) aufweisen, die beim Andrücken der Gegenform gegen die Trommel einrasten und sich beim Abheben der Gegenform von der Trommel lösen.
3. Saugformmaschine nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenform (6) an der Kolbenstange (8) mindestens eines hydraulischen oder pneumatischen, drehbar auf der Welle (7) der Saugformentrommel (1) gelagerten Arbeitszylinders (10) befestigt ist und das freie Ende der Kolbenstange (8) durch eine federnde Rückzugvorrichtung gelenkig mit dem Maschinengestell (19) verbunden ist.
4. Saugformmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückzugvorrichtung aus einem Zylinder (16) besteht, dessen durch eine Feder (21) belasteter Kolben (17) mit der Gegenform (6) verbunden ist, wobei der Zylinder an dem der Feder (21) entgegengesetzten Ende ein regelbares Luftauslaßventil (20) od. dgl. aufweist.
5. Saugformmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Gegenform (6) in ihrer Ausgangsstellung durch Rollen (22) od. dgl. entgegen der Wirkung der Rückzugvorrichtung auf einer Laufschiene (23) od. dgl. abstützt.
6. Saugformmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenform (6) einen federnd nachgiebigen und gegen den Umfang der Saugform (2) andrückbaren Rahmen (27) aufweist.
7. Saugformmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 6, bei der zu beiden Seiten der Saugformen endlose, umlaufende Haltemittel in Form von Drahtseilen, Ketten od. dgl. angeordnet sind, die um die Trommel herumgeführt sind und die Ränder des Kunststoffbandes dichtend an die Trommel drücken, dadurch gekennzeichnet, daß besondere Heizvorrichtungen zur Erwärmung der Ränder des Kunststoffbandes (3) vorgesehen sind.

In Betracht gezogene Druckschriften: Französische Patentschrift Nr. 1 122 016; britische Patentschrift Nr. 683 135; USA.-Patentschrift Nr. 2 973 558.