DE1432182A1 - Kunststoffbehaelter sowie Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung desselben - Google Patents
Kunststoffbehaelter sowie Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung desselbenInfo
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Description
Db. A. ME NTZE L·
DlPJU-lNG. W. DAHLKE
14. Sept · 1960
U32182
Illinois Tool Works in Chicago, Illinois, USA
AwtuaststoJibehLliter , sovri-s Verfahren und Torrieh ung zur
herstellung desselben.
Die vorliegende HrJindung betrii'-'O üuü 'Gh
^r uui insbö ^
uiü Βθ^σϊΐώ.ϊ:ηΐϋη r-al3chan liüden, d»h, Böden, dij in
g um cii...^ii udS'cxLiiiü>sia ^ecru^ von u.ö:· Jnter-
der oai-iionv/t-iiaun^, d.h. dcä otandraix*eü hoehg^zogan aind.
8 0 9 8 1 1 / 0 2 k U ■
- 2 8AD ORi
Ss besteht :;eit langem. Bedarf" iür dünnwandige Behälter aus , ;
loinststoxx mit einem ralschen dji. hoehgezogenön Boden. IJer
Vorteil derartiger Behälter im Vergleich, zu Behältern mit einem
unten bündig mit der Unterkante der oeitenwandung gelegenen
Boden besueiiG du-rin, dass eine Kehrzahl teleskopartig inei-n&nder
gescliobene Behälter mit iiochgezogenön Boden sicü-schneller
und leichter T,viader auseinander ziehen lassen» Die hpcJigezogenen
Böden distanzieren die einzelnen Behälter voneinander,
so aass zusätzliche· Zwischen- oder «tapelringe , die ol't bei
Behältern mit gevohnliehen. Böden er-oraerlieh sind, in "./egfall
koixien» Diesa Di^j ^ na oh aft ist von ^roiier Bedeutung bei Behältern,
die von ^utoin&ten gehandhabt v/erden. '.Tenn ditnnv/andige KunststoTfbehälter
mit gey/öhnlionen Böde'n uit heißen Cietrclnken gefüllt
werden, so besteht die u-ei'ahry duss die i-uf lage fläche durch
g beschädigt wird.
Bei einen B«hellter iaiü hochgczuganom Boden ist
n. Bei Yerkaux'sau-uOiiia'üen, die aeiß:~eoränke in
Behältern vercvbreiciien,, ist ein Behälter mit hochgözogenem
Boden insofern nützlich, als er den Transport- des gerillten ■
Behälters vom. automaten zum Yerbraucusort erleichtert. Die
konstruktive ausbildung des haeugöz^genen Bodens ist beim
erfindungsgemässen Beh.ält-er in dieser Einsieht besonders vor--•ceilhäft,
da der Htandreif desselben doppelte V/andstärke
aufweist.
-■■·'■"■■-■■■ - . ■■."■'■ /■-'"■" 6AD ORIGINAL "
8Q9811/Q244 : ' ■■ ,
. - I - 14I218I
Besonders bei Behältern, die zum vegwöri'sn b-sti.^t Land, ainci.
diiianvianai^ö ^uiagtstoiVbc^,. lter mit hool^exogenen Βρί^η von
Bedeutung, Um die sich durch αίω Turvonaunv, von ^^
ii.un^tw'fco "i'en ätl^liäuan Vorteile liiuuirbur uaahen zu kov-.n^n, iat eint;
rationelle Ferti^unj der Behälter iron btfscrui^rer Bedoutung , 4oiüit
mit herköunliohen Behältern in. V/etfbevverb traten iiöniisn,
im folgenden eingeheöd iDeseuriebenön Behältsr, dl?? ain iöilsr
gegenstand vorliegender Erfindung sind, hc.ben jjut© ^esGi^L-jitü^
eigansohai'ten, lassen sich leicht ift großer otiiQlizti,.,! in
,nren herstellen, h-ben täin £;yralxiges
und sind in jeder Hinsicht für den ihnen zugedachten
Verwendungszweck gut geeignet.
Es hat sich gezeigt, dass sich Behälter oder dgl. in wirtschaftlicher
'.Veise aus thermoplastischer Kunststoffolie herstellen
lassen. Beim vorliegenden Verfahren wird der V,rörli.stofi'
ervfännt, mechanisch durch Tiefziehen vorgeformt, mittels
Druckluft in eine dem Liatrizenholilrauia entsprechende Raumform
gebracht una unmittelbar dar^ur, v.\ lh· ana. der vor geformte
Werkstoff/ sich noch in etwärLiuan und plastiseuön Zustand be-r
findet, durch eine Relatiwersehiebung böstiiaater Bereiche in der
w'eise wiiter verformt, dass sioh em ieil des bereits vorher
verformten ■..'erUsto.'fes umlegt und sieh verklebt, wodurch ein
neuartiger Behi+lte?- luit nochgezogenöu Boden und Vör"bessörta,n
entsuejit, Dif vorliegenae -Hrf-inaung hat
, ein© v§a?be^gert& Tör-rjehtung
zur He.x-sti-i-lung-degsel
BAD
Durch die vorliegende Erfindung soll ein dünnwandiger Behalter
mit einem neuartigen ho eingezogenem Boden geschaffen werden, der
sioh durch einen zylindrischen, die Verlängerung der Seitenwandungbildenden Standreif auszeichnet, welcher die doppelte
Wandstärke aufweist, als die übrigen Bereiche des Behälters.
Weiterhin soll durch die vorliegende Erfindung ein Verfahren geschaffen
werden, bei dem von einem vorgeformten Behälter1 ausgegangen
wird, welcher sich noch im plastischen Zustande beiindet.
In noch zu beschreibender V/eise werden Bereiche dieses
vorgeformten Behälters zu einer Verschiebung veranlasst und
daraufhin mit der angrenzenden Behälterseitenwandung verklebt,
wodurch der neuartige Kunst Stoffbehälter mit hochgezogenem Boden entsteht.
Weiterhin soll durch die vorliegende Erfindung ©ine verbesserte
Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgamässen Verfahrens
geschaffen werden.
Die Erfindung sei an Hand der nachfolgenden speziellen Beschreibung und der Zeichnung erläutert.
Es zeigt: ', *.'■ \
Tig* 1 tine Seitenansicht der errindungsgemäsaen
richtung zur'Hörstellung dünnwandigfr
ffiit hophgezogenem
- Fig. 2 einen senkrechten Querschnitt durch die Vorrichtung
entlang 2-2, der Fig. l,
Fig; 5 einen Horizontalsehnitt durch die Vorrichtung,
entlang 3-3 der Fig · 1,
h Fig. 4 eine der Fig. 5 ähnliche Darstellung, sie zeigt
jedoch eine abgewandelte Ausführungsform der Vorrichtung
, bei welcher dit Kunststoffolie einer zweiachsigen Dehnung unterworfen wird,
Fig. 5 einen senkrechten Schnitt im vergrößerten Massstab
durch die Matrize entlang 5-5 der Fig. 2, die Patrize
befindet siuh darüber in der Ausgangsstellung vor dem Tiefziehen der Folie,
Fig. 6 einen Schnitt ähnlich der Fig, 5, er zeigt die
räumliche Lage der bewegten Teile nach Vollendung des mechanischen Tiefziehens,
/ Fig. 7 einen Schnitt ähnlich.der Fig. 6, er zeigt die
darauffolgende Arbeitsstufe,
fig,8-lo der Fig, η ähnliche Schnitte, sie zeigen aufeinanderfolgende Arbeitsstufen, "
Fig. 11 die rechte untere Ecke der Fig, 8 im vergrösserten
*l Maßstab,
% 8098 1 1/0244 BAD on^iAL
Fig.·:" 12 die rechte untere Ecke der Figβ Io im ver-„,
- gräsSBrten Maßstab, . :"
Fig. 13 einen Teils cunitt durch mehrere zus&inmenge- .
stapelte Behälter,
!"ig. 14 eine mehr oder weniger sehematisehe, perspektivische Ansicht, sie veranschaulicht die RelatiV-bewegbarkeit
der einzelnen Elemente der erfindungsgemässen~Vorriehtung,
Fig. 14a eine mehr oder Y/eniger schematische Ansicht
eines abgewandelten Verfahrens zur Bewegung des '- , " Auswerferkolbens relativ zur Matrize wahrend und
nach der Fertigstellung, des Behälters,
■.Fig.,15- -- 17 den Fig. 7-9 ähnliche Schnitte, sie zeigen ein
abgewandeltes Verfahren zur Herstellung von Behältern mit hoeligezogenen Böden. '-'. ':■"■-
Jei der Herstellung, von Behältern oder dgl* aus theisaaplas tisch ©Si
^unststo-fen sind zwei verschiedene Verfahren gebräuchlich ,
läcil-ich einerseits das Spritzen und andererseits ein. Verfahr@a .·
Las hier als l)i&erenz'drüek"ve£fömun
letztgenannten. Verfahren wird ein DrüQkünterschitd zwisohea V
letztgenannten. Verfahren wird ein DrüQkünterschitd zwisohea V
Len beiden^Seiten einer %he:n^plastisöhM ;
;eugt, wodufofiι diese veranlasst wird, in einen SiatrizenhoiiXrAiatt' »
einzutreten und zur Anlage mit dessen Y/andung zu gelangen, Sie
im folgenden eingehend beschriebenen Verfahren beruhen auf der Differenzdruoltverformung. Das vorzugsweise angewendete Verfahren
stellt eine Kombination der sogenannten Differenzdruckverformung
mit einem mechanischen Tiefziehvorgang dar»
Obgleich Behälter aus einer thermoplastischen xvunststoffolie
durch. Erzeugung eines Druckes oder eines Vakuums ohne weitere
mechanische Einwi.rkung hergestellt werden können, hat sich gezeigt,
dass gleichmässigere Ergebnisse erzielt v/erden, wenn die hauptsächliche Deformation der erhitzten thermoplastischen
Kunststoffolie mittels eines mechanischen Tiefziehvorganges mit
einem Patrizenstempel durchgeführt wird, worauf der vorgezogene
Behälter am Hand einer gekühlten Matrize festgtuviüiniat und durch
Erzeugung eines Druckunterschiedes vom Patrizenstempel losgelöst
und rasch mit der gekühlten V/andung des iviatrizerihohlratunes
zur Anlage gebracht wird» Es wurde ferner gefunden, dass sich , vorausgesetzt, dass der Bodenbereich des Matrieenhohlrauiues nicht
nicht gekühlt ist, v/i θ der übrige Bereich desselben und unter
Umständen sogar erwärmt wird, der entsprechende Teil des Behälters im Bodenbereiohe des Matrizenhohlraumes aus dieser vorgeformten
Lage nach oben in Richtung des offenen Behälterendes verschieben lässt und zwar in eine Lage , ttle er vor Aufbringung
des Druokunterschiedes eingenommen hatte. Bei der Verschiebung
des Öodenbereiohes in der soeben beschriebenen Weise in diese -
zweite Lage ist es von Bedeutung , dass eine Streckung des
8098 1 1/0 244 8AD
Werkstoffes, dort wo oeitenwandung und ώοden des Behälters sich
.treffen (vermieden wird, da dies eine Schwächung dieses Bereiches
bedeuten würde, Ss wurde gefunden, dass unter Benutzung der
nachfolgend beschriebenenVorrichtung und des Verfahrens der · ;
iui Bereiche des Bodens des vorgeformten Behälters gelegene Teil
des Behälters sich umfalten lässt, wodurch Verschiedenes er—· ;
reicht wird, .
Einerseits wird hierdurch siehergestellt,,dass keine Unterbrechung in der Behälterwandung entsteht» Das ist' von besonderer
Bedeutung bei Behältern, die für Getränke bestiiamf sind. Weiterhin
ergibt sich durch die Umfaltung des tiefstgelegenen Seiles der '
Seitenwandung ein stabiler Standreif doppelter Wandstärke, der
den Behälter im ge füll ten "Zustande stützt* Der Standreif stellt ■'■■]'
-.-■"■."· - - ■ -■ " - ■ ■ -■ i
eine nirgends unterbrochenö Fortsetzung der Behglterwandung dar,;." Γι
Der mitere Rand des Standreifes stellt die Faltkante dar, >;-"■'"■ '.-■--.
Ü7ie gesagt,-muß der Standreif doppelter Wandstärke den gesamten :
Behälter unterstützen, wenn dieser gefüllt ist» Da aus üünat-StOff
hergestellte Behälter hiiufig sehr dünnwandig sind^(die
Wandstärke beträgt beispielsweise 0,12 im bis of^ mm) ist die I
Verstärkung durch <±&ά Standreif von großer Bedeutung. " j
Bin v/eiteres v;ichtiges läerkmal vorliegender Erfindung basteht
darint, dass bei der durch Umfalten des xqiteren Seiles der , ]
Seitenwandung erfolgenden~©iidurig des Standreifes doppelter ; ;" -
■■■■■ ·: ■ :^ ν ■:■-. ■■■.-■": - 9 - . ■■:■.: ^ ι
.. - ■-.■■
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Wandstärke, die einander anliegenden Oberfluchen der doppelten
Wandung miteinander verkleben* Dadurch wird erreicht, dasa die Binzelwandungen des Standreifes nicht voneinander distanziert sind
und unabhängig wirken. Die Verklebung gewährleistet ausserdem eine einstückige, stützend wirkende Verbindung der Bodenwandung
mit der Seitenv/andung, sowie eine Unterstützung der
UeitenT/anaung von untan durch den Standreif doppelter Wandstärke.
Hin weiterer Vorteil des Standreif es doppelter Y/andstärke
bosteht darin, dass er zusammen mit dem in herkömmlicher V/eise
umgewulsteten oberen Rand am. offenen Behälter ende dem Benutzer
eine bequeme kühlere Handhabe beim Transport heisser betränke
bietet, da die »ämieleitfähigkeit des Standreifes doppelter
'Wandstärke geringer ist, als die der dünneren Seitenwandungen,
Weiterhin, verhindert der durch Verschweissung abgedichtete Standreif/
die Ansammlung von Nahrungsmittelteilchen, was bei einem nicht abgedichteten Standreif der Fall wäre. Dieser Umstand ist von
besonderer Bedeutung bei Behältern die für mehrfache Benutzung' bestimmt sind und gereinigt werden müssen.
ι-
Beim, vorliegenden Verfahren spielt beim Hochziehen des Bodens
und dem Umfalten eines Teiles dor Seitenwandungen aus der vorgeformten in die Endstellung der Zeitfaktor eine sehr wichtige
Rolle·
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-■ Io -
SAD ORIGINAL
Io ■-
Zeitintörv&ll zwischen der Aufbringung des Druckes auf die ;
he-isse thermoplastische Kunst Storno Ii 9 um diese in den vorgeformten Zustand zu bringen und dem Terfahreasschritt des
Hochziehens des Bodens bzw« desUmfaltens des unteres Seiiss
der Seitenwandung in die Endlage, muss ausserordsnblieh. kurz
bemessen sein, V ·
Bs wurde gefunden, dass eine nach innen vorkragend© ringförmige
Schulter im Matrizenhohlraum. erforderlich ist9 um. ©ine einwandfreie
dichte Verschwelssung der Bodenwandung des Behälters
mit der-oeitenv/andung-zu erzielen, nach dem erstere aus der
vorgeformten Lage hoehgezogen worden ist» Die vorkragend©
Schulter gewährleistet die Anlag© der Bodenkante des Behälters
an der Seitenwandung, so dass der UerkstoiT dort zusammenfliessen
kann. Da der die vorkragende Schulter umgebende Matrizenhohlraum
kalt ist, liegt es auf der Hand, dass das Hochziehen des Bodens
schnell erfolgen muss., um zu'gewährleisten, dass die Verbindung
vor der Erhärtung des Tv'erks-tofx'es erfolgt*
V<rie aus der Beschreibung des Verfahrens und der Vorrichtung
zur Herstellung des neuartigen Behälters mit hochgezogenem
Boden zu ersehen ist, zeigt die vorliegende Erfindung zwei
V/ege auf, um den Boden des vorgeformten Behälters und den unteren
Teil der Behälterwandung aus der vorgeformten in die Endlage
zu bringen. Der erste Vorschlag bedient sich eines mechanisch
wirkenden, geheizten-oder zumindest relativ wärmeren beweglichen.
- U
Bodens des Matrizenhohlraumea, wobei die Hubbewegung des
Matrizenbodena von einer, auf einer ■ angetriebenen Welle sitzenden
Kurvenscheibe abgeleitet wird. Diese Anordnung hat den "Vorteil,
dass sie auf unterschiedliche Matrizengrößen einstellbar ist und ausserdem einen raschen Hubwechsel gev/ährleistet.
An Stelle der KurvettSCheibensteuerung lcann nach einem weiteren
Vorschlag vorliegender Erfindung eine pneumatische Betätigung
treten, die sich der gleichen bereits erwähnten DruckluftCLuelle
bedient, welche zur Verformung des Behälters benötigt wird. Es wird lediglich eine naehgesehaltete Zuleitung zu einem
pneumatischen Betätigungskolben geführt. Das erforderliche
Zeitintervall zwischen der Verformung und dem Hochfahren des Matrizenbodens wird durch den Zeitunterschied des Druckaafbaites
am Patrizenstempel und am pneumatischen Betätigungskolben
erhalten. 1
Der zweite Vorschlag zur Fertigung eines Behälters mit hochgezogenem
Boden besteht grundsätzlich darin, dass der den anfängliche} lief/zieh Vorgang ausführende !Patrizenstempel gleichzeitig als
Anschlag bei der dritten, auf die zweite, die Vorformung bewirkende
Arbeitsetufe dient. Bei der dritten Ärbeitsstufe gelangt
der !»»"ferizesstempel wiederum in Berührung mit der i>-unststofftolti
und dient dabei als Anschlag für den Bodenbereich des
Behälters bei dessen Fertigverformung, Die Bewegung des Bodenfeereishes
des in der zweiten Arbeitsstufe vorgeformten Behält ers
— 12 *-
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in die endgültige iOrm erfolgt dabei durch Richtungsumkehr des
• Mfferenzdruckes der zweiten Verfahrensstufe ^ so dass der
Bodenberoich des Behälters sich nunmehr in umgekehrter Richtung bewegt und an einer im Matrizefehohlraum angeordneten vorkragenden
Schulter und an dem Boden des Patrizenstempels zur
Anlage kommt,
Ss wird zunächst auf die J1Ig. l-j>
Bezug genommen» Sort iöt eine
mit 3ö bezifferte Vorrichtung zur Herstellung von Behältern, z.B»
von Tassen mit hochgezogenen Böden aus thermoplastischen
Kunststoffolien dargestellt. Nach der Erfindung lassen sich '
jedoch auch anders·, gestaltete G-egenstünde für andere Verwendungszwecke
herstellen» Die" Vorrichtung weist ein Maschinengestell
j 2 auf, auf welchem der Antriebsmotor 34 und ein Unter»-
Sötzungsgetriebe 3ö angeordnet sind. Das Untersetzungsgetriebe
treibt über die kette 37 die Welle 38 an. Die Veite 38 ist auf
einander gegenüberliegenden Enden mit Kurvenscheiben 4o ausgestattet
* welche mit den Führungsro 11 en 42 zusaiunienwirken^ die
an den unteren iünden der Hubstangen 44 angeordnet sind» Öi'ese sind
in dem Joch Ho des Liaschinengestelis 52 ttnd weiterhin in den
(Heitlag<4ii 48 im Bereiche ihrer unteren finden geführt. Die Hubstangen
44 tragen an ihren oberen Ünden einen hörizöntaleü Querträger
50 k Die Hubstangen sind vmiterhin mit ^ührungsröllöö 52
ausgestattet» die koaxial zu den ?:.hrtingsrollen 42 an^ebrdnet
sind. Die Führungsrollen 52 werden durch Kurvenflänsöh& ^ die
an den Hndeii der v.\-lie j8 äusöörhalt der KUrVensdheiben 4ö befestigtet λίϋθϋ l?fc angeordnet sind, näöh tmtön "böv/sgt.
- 11
'Die Velle 38 ist in den Lagern 28 geführt, v/elche auf dem
Querträger^» des !».asehinengestells angeordnet sind· Die Lager
sind von den Y/ellenenden entfernt angeordnet. £v/ischen den Lagern
sind auf der Welle .06 zv/ei .üurvenscheiben 62 angeordnet, die mit
' an den unteren Enden der uubstangen uü angeorünctun i'ührungs-. rollen 04 zusammenwirken· Die hubs^angen üd sind in an einer
••zentral gelegenen Platte 69 des i-ascxiinen^estalla an.jeordneton
Lagern bö geführt.
den. oberen finden der Hubs Mangan 06 ist eine nocäi nüier zu
beschreibende ϊοπη. 7o mit einer mehrzahl von i-atrizanhohlräuiuen
angebracht. Die senkrechte 13ev,egmig der -^om wird von den
K-urvensGlieiben ü2 abgelüitot. Die Form 7o ve ist eiiiw ü-runaplatte
72 aui% mittels derur aie von d«n Γββΐ ^it der Platte 09 des
tiasohinengesteIls verbundenen üleuenten 74 bei der Vertiitalb#w«gung gleitend geführt ist.
Saa JoOh 46 des Maschinengestell weist einen mittleren Bereich
76 kleinerer Bauhöht auf· In diesem Bereich sind die Lagerifluffen 78 angebracht. Durch diese Lage muffen und die mit ihnen
I fluchtenden Bohrungen des Joches sind die Verbindun^sstangen 80
hindurohgeführt. i)ie Verbindungsstangen sind mit ihren oberen
Snden. an dem querträger bo befestigt und nehmen somit an dessen
senkrechter Hubbewegung teil. Vie insbesondere aus Tig. 2 ersicirt-Iiab f sind die Verbindunjsstangen in der ./eise mit dem querträger
verschraubt, daas eino gewisse Justierbarkeit in senkrechter
- 14 -
809811/024A
-14- 1*32182
Richtung möglich ist. An den unteren Unden der Verbindungsstangen
80 ist der Patrizenkopf 82 befestigt. Dieser v/eist eine Liehrzahl' ■■■"'
nach unten gerichteter Patrizenelemente 84 aur, welche mit den :
entsprechenden Ivlatrizenhohlräumen 86 in der L^atrize 70 fluchten?* Im
dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei Reihen mit je 4 : Patrizenelementün,
also insgesamt 8 Patrizeneleiuente angeordnet. '■-An
dem mittleren Bereich kleinerer Bauhöhe des Joches 46 sind in der Nähe der Hacken des Patrizenkopfes 82, jedoch ausserhalb
desselben, 4 nach unten weisende Säulen 88 angeordnet, welche
eine jxlemuplatte 90 tragen. Diese Klemmplatte" weist mehrere mit den
Patrizenelementen Ö4 gleichachsige Oefrnungen 92 auf, durch
welche die Patrizenelemente wie nachfolgend beschrieben, beim
Verforio.ungsvorgy.ng hindurchtreten. Die Klemmplatte wirkt weiterhin
mit Bereichen der Matrize 7o zur Pestklaomung der Kunststoffolie,
wie nachfolgend beschrieben, bei der Verformung zusammen. An dem Querträger 5o sind in der Nähe seiner Enden weiterhin
ζ ν/ei Stangen 94 angebracht. Diese Stangen durchdringen Bohrungen
des Joches 46 und sie weisen an ihren unteren Enden justierbare, gefederte Anschläge 96 auf, die in einfachster Weise durch
kuttern mit einer Unterlegscheibe gebildet werden. Die Stangen
umgebende Federn 98 drücken gegen das Joch 46 und den entsprechenden
Anschlag 9b. Der querträger 5o und somit auch die
Hubstangen 44 werden demnach federnd nach unten gedruckt, wodurch die Fahrun es rollen 42 mit der Kurvenscheibe 4o in Milage ge
halten werden · Dag Joch 46 weist weiterhin justierbare, feste
Anschläge loo auf, welche im Bereiehe 4er Snaen desselben
angeordnet sind und die mit dem Querträger 50 zur Begrenzung
des Abwärtshubes desselben zusammenwirken.
8 0 9 8 1 1/Λ-Ζ4-4 f :;.. - 15 -1
fill Hit liegende Platte 69 und die i'ührung 74 tür die ^atrise
Eeile des i.iasohinengestells sind mit Io2 beziffert»
feile^-t'rägen aufrecht stehende Stützen Io4, an welchen
•iB»-0.bir*"Riem&ü.i1ihjniög lob und eine untere Riemenführung löB
Kageord&et Binsu Bin obere Riemenführung ist von der unteren nur
Um einen geringen Betr&g distanziert. Die Riemenführitngen v/eisen
i% zwei einander gegenüberliegend« Auskerbungen lio und 112 auf.
Wie «ob SIg. l eröichtlioh, werden die Rieiuenriihrungen weiterhin
von efe Masöliihengestell ahge bracht en, nach oben weisenden Stützen
114 getragen. "Ίβ linden 4er RiemeiiPührunge» sind miteinander
gegenüberliegenden und auseihäüderstrebenden Lugeramen 116 und
118 ausgest&ttöt, in welken zwei vtmeinandur distanzierte obere
Rollen 120 bzw. zwei untere Rollen 122 drehbar gelagert öind*
ISine äede der Rollen weist in der Mähe ihrer Snden zwei v-röriaicö
Auskerbungen, auf, die zwii faar obere Keilriemen 124 und zwei
Paar untere Keilriemen 126 aufnei^nen. Die am einlaufende der
Vorrichtung C die rechte Seite der fig» 1 und $} stneeordnete Rolle
122 ist tait einem Kettenrad 12ö ausgestattet, vmlohes Über die
K«tte 150 von dem Kettenrad Ij2 angetrieben wird» Letztüres wir α
duroh ein» ^eei^aete im Untersetzunrsgetriebe ju «ayet-rdnete iiinriohtuJag
in interuilfcierende Drehbewegung versetzt, derartige
Einrichtungen, sind allgemein bekannt und es können beliebige
geeignete iijisführungsfonnen verwendet vrerdön» Die am Einlaufende
bifiadiloiien Rollen 12o und 122 sind durch die Stirnräder 134
Und 156 mit,einander gekoppelt, so dass die -i-eilrieLien 124 und 12o
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- Ιό
intermittierend und synchron angetrieben werden. Durch die am Einlaufende der Vorrichtung befind! ich en Rollen 12o und 122 wird
derselben die Kunststoffolie lj>ö zugeführt, durch die Keilriemen
124 und 12b am Patrizenkopf 82 und der fciätrize 7o entlang
und als Schrott 14o über die am Auslauf befindlichen Rollen 12o
und. 122 wieder herausgeführt. Vorzugsweise wird eine aus
thennbplastischem Kunststoff, beispielsweise Polystyren,
bestehende Kunststoffolie verwendet. Die Kunststoffolie kann von
einer Vorratsrolle oder auoh direkt von einem Extruder zugeführt
Wdi-
Um eine entsprechende Plastizität der Kunststoffolie zu gewährleisten,
kann eine elektrische "Jiderstcindsheitzvorrichtung
oder uucliain Infrarotstrahler in geeigneter Vfeise oberhalb
aer Folie l>ö "vischen aeiu Einlaufende der Vo rr ich ti mg und
der Verfornungseinriontung angeordnet werden. Diese Heizvorrichtung
kann in ein? ach-sr ..eise an einen feststehenden Teil der
Vorrichtung , boiapielsv-ise an der Riemenführung lo&, befestigt
'..'eiterhin ist in unuittelburer üachbarschaft der Verformungseinrichtune
auf ^ör ^inlauJswite derselben ein Luftrohr 144 angeoi'vüaet,
-..dlclies :αΪΌ einer nicht dd,rjjs wellten DrucKluftquell·
ve:.-uUj;aen ist; und ./jlches auf der mix, 140 bezifferten Seite
laix Düson ver-'a^en ist, "./ulche Druckluft gegen die fertiggesoelluen
Deiiält^r blason, so dass aieae von der Verformungs-
- 17 BAD ORlßSW"
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* einrichtung vtg auf ein Förderband oder eine andere geeignete
Transportvorrichtung gelangen .
Se hat si ob gezeigt, dass die mittels der beschriebenen Vorriohtung hergestellten Behälter eine grösaere Festigkeit aufweisen } wenn die Kunststoffolie zunächst zweiachsig gedehnt wird.
»Kin· abgewandelte Aus führung sf ο im der erfindungsgemässen Vorrichtung , welche dies bewirkt, ist in Fig· 4 dargestellt. Die
Kunststoffolie wird an gegenüberliegenden Lüngskanten von auseinanderstrebenden Riemenpaaren 147 erfasst, wodurch die Querdehnung erfolgt·
Selbstverständlich, befindet sich an jeder kante der Kunststoffolie,
■ owohl oberhalb wie unterhalb derselben ein Hiemenpaar. Die
Riemen werden το rt eilhaft er weise durch geeignete Bollen oder
Führungsschienen gestützt, so dass ein ausreichender Anpressdruck auf dl« Konten der folie erzeugt wird.
Weiterhin ist eine Einrichtung vorgesehen, um die Kunststoffolie
au spannen brw, zurückzuhalten. Bei der dargestellten *uus führung sform besteht diese Einrichtung aus einer Holle 14... x>«*ren ■
!Anfang sgesehwincLi Ji e it ist geringer, als die Geschwindigkeit der
Rieinen 147. Hierdurch uird die Kunststoffolie in Längsrichtung
gedehnt. Dies ist durch die Pfeile 15o angedeutet. Nach einen
Vorschlag vorliegender Erfindung v/ird die Kunststoffolie unmittelbar aus einem Extruder zugeführt und befinlet sich somit
nooh iia warmen und dehnbaren Zustande» Unter Umstanden muß sie
- 18 -
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Ji, U
jedoch, Bei es, dass si© .direkt aus einem Extruder oder von einer, j
Vorratsrolle kommt, um. einen bestimmten Betrag erwärmt werden*
^US diesem G-runde v/ird eine elektrisch© Heiz vorrichtung oder
ein Infrarotstrahler gegebenenfalls ©jrfOrderliclr«, Bin© derartige
Heizeinrichtung ist mit 152 angedeutet*
Die naehfolgende Bearbeitung der Kunststoffolie, sov/eit ©s die
Verformung zu Behältern betrifft, ist ähnlich wie b@i der
vorh©rb©schriebenen Ausführungsform, so dass sioa eine weiter® ,
Beschreibung erübrigt, zumal gleiche Einzelheiten mit gleip&n®
Be zug sz eichen und dem Index a beziffert sind, wie aus dem lixsk©&
Ieil der Fig· 4 ersichtlich, ist die Kunststöffolie, wi© duröhdie
PJeile angedeutet, zweiachsig gedehnt \
Bs wird nunmehr ä&f fig, g Bezug genoiamen. 5er Pfcti'izeBkspT 82
stellt eine Kombination eiae^s Klemm?- Schneid«- und Iiefzi®E-weiisizeüges
dar. Sir besteht aus der öruxiiiplsttt© X5^>
Bias» weist
im Bereiche eines Jeden Patriz-ensteiapels l84 @to# ringförmig«
Äusnehmung 158 auf. In der Mitte 'ü&t Mim@b.wmmg 158 ist min naah,
(inten v/eisender Stutzen 160 angebraeht^ w@l8li@r den Patrizenstempöl
34 trägt ο Dieser Stützen ist mit ©ia#r "Xiehrgahi w$®. Oeffaungea
IbI versehen, welche" ιαΐ<ΐ: einer Bi^.#slaftl,§itiimg -I65 verbunden βίηά·
ieituages I6j feanB ©in
■ _
arird.voii einem ge®lgm^t@a K©mpf®"@.s@g Ibö.
(in Hg. 14 i
■ ■ ' ■■."'■■ - γ. ."'.' V. "'■■ , -. ■ ■". .6AD0B1.ÖINÄL
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. und "liber geeignete Ventile I65 oder andere handelsübliche Absperrorgan· zugeführt. Die Ventil· 165 können durch eine auf der
Welle 38 angeordnet· Kurvenscheibe I07 betütigt werden. Die
Kurvenscheibe 157 und das Ventil 165 sind in der Fig. 14 mehr oder
weniger schematisoh dargestellt.
Di· Patrizenstempel Iö4 haben, wie ersichtlich, die Gestalt eines
Kegelstumpfes. Der Boden 168 ist /flach ausgebildet. Vorteilhafterweise werden die Patrizenatempel 184 mittels einer geeigenten, nicht dargestellten Einrichtung geheizt . Die
Luftauslassöffhungen Ιοί können auch im eigentlichen Patrizenstempel 84 angeordnet sein.
EaJaat sich als notwendig erwiesen, dass der Patrizenstempel
die Eigenschaft aufweisen muß, dass er der Plastikfolie keinen
nennenswerten Betrag an Wärme entzieht. Sofern der erhitzten
PlastüuToli· während des Verformungsvorganges Wärme entzogen wird,
verliert diese ihr· Elastizität und widersetzt sich einer weiteren Deformation. Ein· bestimmte Abkühlung der Folie bei
der Berührung mit dem Patrizenstempel ist jedoch erforderlich,
um ein unerwünschtes Q-leiten des Werkstoffes am Einführende des
Patrizenatempels zu verhindern. Andererseits muß jedoch unbedingt verhindert werden, dass die Kunststoffolie durch den
Patrizenstempei abgeschreckt wird.
Ausserdem muß verhindert werden, dass die Kunststoffolie in
Unkontrollierter Weise am Boden des Patrizenstempel gleitet.
. - 2o -
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Kin derartiges Gleiten führt im Bereich des Behalterbοdens zu
einer Wandstärkenverringerung, wodurch eine Tasse oder ein Behälter
mit einem dünnwandigen Boden erhalten wird.
Die Patrizenstempel 84 können aus Holz, Kunststoff oder Metall ·
bestehen. Um einen V/ämeentzug der Kunststoffolie zu verhindern,
kann der Patrizensteoipel mit einer innerhalb desselben angeordneten elektrischen Heizvorrichtung ausgerüstet sein. Der
Patrizenstempel soll die Kunststoffolie, welche bei Verwendung
von Polystyren bei einer Temperatur von llö bis 1270C ein
zufriedenstellendes Verformungsverhältnis zeigt, jedoch nicht aufheizen, üs hat sieh gezeigt, dass metallische Matrizenstempel,
beispielsweise solche aus Aluminium oder Stahl zufriedenstellend
arbeiten, wenn sie auf eine Temperatur von 52 bis 121 ° G aufgehetzt
werden. Es ist nach dem gegenwärtigen Stand der Technik
nicht erklärbar, warum ein derartig großer Temperaturbereich
zu zufriedenstellenden Ergebnissen führt. Versuche haben jedoch
gezeigt, dass dies zutrifft.
Der !»iatrizenhohlraum 86 der Matrize 70 ist gleichachsig mit
dem entsprechenden Patrizenstempel angeordnet. .Der obere Bereich
des ^atrizenhohlraumes ist kegel st umpfförmig und dem Patrizenstempel komplementär ausgebildet. "Wie am besten aus den Fig, Il
und 12 ersichtlich, ist am Boden des Patrizenhohlräumes 186
eine nach innen vorspringende Schulter IVo vorgesehen. Diese
weist bei in die Hatrizenöffnung 8b eingeschobenem Patrizenstempel
eine dessjien Bodenkante komplementäre Ausbildung auf β
■■ .■■"■; : ■ . . ■ ■. : ■ '■.-. -. - - 21 - :
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Die wichtige Funktion dieser vorspringenden Schulter wird aus
den nachfolgenden Ausführungen ersichtlich.
Die vorspringende Schulter l?o ist,wie am besten aus den ?ig· 11
und 12 ersichtlich, in der Seitenwandung des ^atrizenhohlraumes
in der V/eise angeordnet, dass sie diesen in einen relativ grossen
eberen Bereich 171 mit einer konischen Wandung und in einen
senkrechten kurzen zweiten Bereich 175 unterteilt. Der obere Bereich 171 ist einerseits durch den Bandbereioh 174 und andererseits durch die vorspringende Schulter 17o begrenzt* Der zweite
untere Bereich 173 ist durch den nach innen gekrümmten Bodenbereich 172 und durch die vorspringende Schulter 17o begrenzt.
Die vorspringende Schulter selbst besteht aus einem horizontalen Bereich 176, einem verhältnismäßig kurzen senkrechten Bereich
und einem zurückspringenden konischen Bereich 180. Diese Einzelheiten sind in der ?ig. 11 stark vergrössert, aber in etwa
proportional dargestellt.
¥ie am besten aus der Fig. 7 ersichtlich, ist die Seitenwandung
des Bereiches 173 vorteilhafte-weise senkrecht bzw.. parallel zur
p.ohsrichtung des Matrizenhohlraumes ausgebildet. Der Durchmesser
des Bereiches 173 ist vorzugsweise etwas grosser, als der Durohmesser des senkrechten Bereiches I78 der vorspringenden Schulter
170. Weiterhin ist der durchmesser des zweiten Bereiches 175 des
Matrizenhohlraumes vorzugsweise etwas kleiner, als der Durch -messer des ersten Bereiches I71 des Matrizenhohlraumes an dessen
schmälsten Ende, d.h. unmittelbar an der Schulter I70.
- 22 -
80981
Wie aus der Fig. 5-7 ersichtlich, ist im uQttret»& Keil des
Matrizanhohlrttumes aiii relativ verschiebbares. H©m®nt 182 angebfacht.
Dieses erfüllt bei der fertigung drei-Punktionen.
Erstens dient es als Boden des Matrizenhohlraum®© 36. Weiterhin
schiebt es den Bodenteil des vorgeformten Behältern in die
hochgezogene Bndstellung» Weiterhin dient es als Auswürferkolben um, wie nachfolgend ausgeführt, den fertig geformten Behält®?
aus d^ Ätri ζenhohlraum, auszuwerfen. Wie ersiohtliefa, hat Asm
relativ verschiebbare Element 182 bzw. der i-tawerferkolfetii @fa#
zylindrische Raumform und befindet sich in der Ruhelag® in
der Bohrung I85 des ^atrizerrtiohlraumes 86 und zwar so, ft&sg*
seine Oberfläche 185 bündig mit dem Bodenbereieh 172 ftvft
Matrizenhohlraumes liegt. Der Aus we rf er kolben l€" ist in der
Weise relativ verschiebbar in dem Matrizenhohlraum I86 ^ageordnet,
dass er zwei best inmate Hübe ausführen kann. Z\wM.ohat
ist er an einem Stempel 184 befestigt, so dass ©r eine Bewegung
desselben mitmacht. Im Bereiche des unter®© Snd®s des Stempele
ist eine Feder 186 angeordnet, dit mit &Um::: nicht dargestellten
Hülse zusammenwirkt und den Stempel» wii in ^Ig, 14 schaaatieeh
angedeutet, beständig nach unt
Der &ten.pel 184 uöd d©r Mmw^vf^s ^w6 ¥©rf@raimg»kolbe» 182
sind mittels d®r ¥©rs-ßiai©bfe&ir@® flstt# I88, ft© ^a besten aim
der tig. 14 ersichisliohj sslatif eis. äem festliegenden Χφ1£ 69
des Maschinengestell« verschiebbar. Die Flatt® l8S gelangt
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. einerseits an dem feststehenden l'eil 69 des Maschinengestells zur
Anlage und ist mittels der Betatigungssäule I92 von dort nach
oben bewegbar. Vi» aus FIg· 2 ersichtlich, ist die Betäfcigungseäul·
in der Lagerhülse I90 geführt. Die Betätigungssäule 192
ist an ihrem unteren finde mit einer Führungsrolle 194 ausgestattet, die mit einer auf der Y/elle 38 angeordneten Kurvenscheibe-196
zusammenwirkt. Wie aus ^i g. 14 ersichtlich, bewirkt
eine Verdrehung der ¥elle 196 einen ^-ufwärtshub der Betätigungseäule
192 und somit der Platte l8Ö, wodurch die Relativbewegung des
Auswerfer- und Verformungskolbens 182 relativ zum !.xatrizenhohlraum
86 ausgeführt wird, wobei letzterer wieder mit von gesonderten Kurvenseh eiben betätigten Säulen öö verbunden ist.
Die zweite Bewegung des Kolbens 182 relativ zum Liatrizeniiohlratmi
1ÖÖ setzt ein, wenn die Platte 188 an eiern feststehenden Teil 69
des Maschinengestells anliegt und der Matrizenhohlraum 1)6
nach unten bewegt wird» Hierdurch wird, wie noch naher beschrieben
wird, der .^uswurf des Behälters bewirkt. Die Folge des Bewegungsablaufes
der Vorrichtung wird bei cLör Beschreibung der arbeitsweise
klarer ersichtlich.
Der Auswerfer- und Verformungskolben ist vorzugsweise aus einem
porÖeen mit I97 bezifferten Sinterwerkstoff gefertigt, welcher
einen Druckausgleich der beiden Seiten des Kolbens 182 gestattet.
Dieselbe "Wirkung kann auch dadurch erzielt werden, dass der
Kolben 182 aus undurchlässigem ITerkstöfr hergestellt und
- 24 -
8098 1
mit einem aus durchlässigem Werkstoff besMienden zentralen Streich
versehen wird. Unter durchlässigem Werkstoff soll ein solcher;
verstanden sein, der einen Druckausgleich zu einem noch zu . ,
beschreibenden Zweck ermöglicht. Der obere Randbereich 174
des ^atrizenhohlraumes 86 ist,wie aus Fig. 5 klar ersichtlich, *ngerundet.
Aus1 sen befindet jSich ein schmaler Ansatz 189 , dem sich
eine senkrechte, zylindrische Fläche 2oo ansohliesst. Dieser
Bereich der Matrize dient zusammen mit der Klemm- und Sohneidkante
2o2 an der Ausnehmung 15Ö der Patrize 84 zum Festklemmen der
Kunststoffolie, nachdem diese durch.den Patrizenstempel 84 vorgeformt
worden ist, ,
Um die Kunststoffolie 138 bei der mechanischen Verformung durch den
Patrizenstempel 84 festzulegen, tritt unmittelbar vor und während .
des mechanischen TiefziehVorganges das ringartige "klemmelement 2ö4
mit der Klemmplatte 90 in Wirkverbindung . Das untere Klemmelement
2o4 weist eine zylindrische Ausnehmung 208 auf, welche
als Anschlag für die Spiralfeder 2ob dient, so dass die Oberfläche
2I0 des Klemmelementes federnd gegen die Kunststoffolie
geklemmt wird. .
Bevor die Arbeitsfolge der Vorrichtung beschrieben wird, erscheint
es zweekmässig bestimmte Einzelheiten des herzustellenden Behälters
sowohl in seinem vorgeformten, als auch in seinem fertig geformten Zustande aufzuzeigen. D®r fertig geformte
Behälter .ist mit 212 und der vorge.formte Behälter ist mit 214
beziffert (siehe ^ig» 7). Der vorgeformte Behälter 214 gliedert
sich in einen oberen Bereich 215 und in einen unteren Bereich 210.
Beide Bereiche zusammen, bilden eine dem gesamten Matrizenhohlraum
komplementäre Raumform, . - 25 -
- ' ' ■ ' ■ " ■■ ■ SAD ORIGINAL
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unter der Toraussetzung , dass der Auswerfer- und Verformungskolben 182 sich noch in der in Fig. 7 dargestellten Lage be-.
findet» Der Boden 2l8 des vorgeformten Behälters liegt dar Oberfläche
des Auswerfer- und Ve-formungskolbens 182 an.
Der fertig geformte Behälter 212 mit ho eh gezogenem Boden ist in •Pig. Io während der Entfernung aus der Matrize dargestellt. Er
weist einen Standreif 22o doppelter Y/andstärke und einen hochgezogenen
Boden 221 auf, der von der Kante 219 des Standreifes
distanziert ist.
Zum Betrieb der Vorrichtung wird der Motor 34 in Gang gesetzt,
worauf die thermoplastische Folie I38 zugeführt wird. Hierdurch
wird auch die Welle 58 in Drehbewegung versetzt , so dass die
auf ihr sitzenden Kurvenscheiben 4o,b2, I96 und I67 umlaufen.
Dadurch erfolgt die Betätigung der einzelnen Maschinenteile in eimer aa Hand der &ig* 14 beschriebenen Arbeitsfolge. Di©
Kurvenscheiben. 4o rufen über die Hubstangen 44 eine Abwärtsbewegung
des Patrizensteapels 84 und die Kurvenscheiben 02 eine
Aurwärtsbewegung der Platte 72 hervor, wodurch der Matrizenhohlraum
86 und der Kolben 182 nach oben bewegt werden.
Bei der Drehung der kielle'58 werden Fatrizenstempsl 84 und
Itotrizenhohlraum 86 in der Weise in %chtung aufeinander geführt,
dass zunächst das untere Klemmelement 2o4 die Kunststoffolie I38
zeitweilig an der Klemmplatte 90 festklemmt. Darauf gelangt der
- 26 -809811/0244
PatrizenstsrLpel 84 mit dem ' ifa>oCf Ii8. in Berührung, bis der
mechanische Tiefzi&hvürgang beendet ist. und der Ring ί58 an der
Patrize bzw. dessen Kante 2o2 den Werkstoff I58 an den Bereichen
174 und 198 der Matrize , wie aus Fig. 6 ersichtlich, festklemmt»
In diesem Augenblick hat sich die Kurvenscheibe I67 soweit verdreht,
dass sie das Ventil 165 betätigt, wodurch di® Luftleitung 164
der Druokluftquelle l66 geöffnet wird, so dass über die Luft
Ein- undAuslasskanäle I65 bzw. !öl im Stutzen I60 der Patrize
die Folie I58 druekbeaufschlagt wird. Y/ie aus Fig. 7 ©rsichtlich,
ruft der Luftdruck eine trennung des erhitzten thermoplastischen
Merkstoffes von dem PatrizenstexEtpel 84 hervor, so dass dieser
an der 'Wandung das ^atrizenhohlraumes zur -toiage kommt und eine
diesem komplementäre^ G-estalt anniiüntt. Umüt"t©lbar nach, dem der
Werkstoff 138 die in Fig. 7 dargestallt© Gestalt angenosmen hat ,
wird die bewegbare Platte I86 dureh di© Kurvenseheibe 19& betätigt f wodurch der Kolben 182 sieh relativ zum Matrizenhohlraum
aus der in Fig» 7 dargestellten Lage in die in ^ig. 8 dargestellte
Lage bewegt. Bei diesem Vorgang bleibt der Luftdruck aufrechterhalten. Es ist erforderlich, dass di© Btwagung des
182-sehr bald, auf dan in Fig» 7 dargestellten
erfolgt. Der Z@itunt9rsehi®d beträgt vosrfe®ilhäfterweii0 w@nig©g-?
als ein® zehntal Sekund®» Bor Durehm®sg@r d@s .Kolbens 182 uad .
des zweiten Btreiches 172 d@s Matriz©nhOhlraum@s sind so b©@tiiamts
dass d©r im B©r©icha der unteren BäXfi*® d@s zw©it©n B@r@ich®s Vf§
des M&triζeehohlrauBies befindlichen lf®rkirtoff umfaltst tffia Mit /
si cn selbst Terklebt. Während sich d@r 'Solibeo. l82 relativ
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Bereich. I73 des iiatrizenholilmiiuas. bevregt, schälen sich die
Behalte- wandung en 21b von der Seiteny/andung des ^atrizenhohlraumes
ab, ohne dabei miteinander zu verschmelzen, was beim Spritzvorgang eintreten würde. Diese Erscheinung ist möglicherweise
darauf zurückzuführen, dass die Wandung im Bereich 173 des Matrizenhohlraumes verhältnismäßig MhI ist, wodurch eine nahezu
augenblickliche, teilweise Erhärtung des Bereiches 2l6 der vorgeformten
Behälterwand erfolgt, welche es gestattet, dass die Behälterwandungen ihre Selbstständigkeit bewahren, bis sie in die
in Fig. 8 dargestellte Lage feebracht sind, worauf die einander
anliegenden Oberflächen mehr oder weniger miteinander verechweissen.
Die Oberfläche des Auswerfer- bzw. Verformungskolbens l82 wird bis in Höhe des zurückspringenden konischen Bereichs
der vorspringenden Schulter 170 gebracht, wodurch die Bodenkanten des Behälter· 218 mit der Behälterseitenwandung im Bereich- des
konischen Teiles 180 verkleben. Der untere Teil der Wandung 216
und der Boden 218 des vorgeformten Behälters 214 sind nunmehr in ihre emtgültige Lage gebracht und werden in dieser durch Verklebung
mit der Seitenwandung im Bereiche der Schulter 170 genii
ten» Es entsteht dort eine dichte Verbindung, die vollständig um den Standreif des fertigen Behälters herumläuft.
Um eine schnelle Rückführung des Auswerfer- und Verformungstolbens
in seine untere Ausgangsstellung und einen Verbleib des Bodentellee und des Standreifes doppelter Wandstärke des Bein
der in Tig» 8 dargestellten Lage zu ermöglichen,
- 28 -
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ist der Kolben luftdurchlässig ausgeführt, so dass er zurück- •gezogen
werden kann, ohne dass ein Vakuum unterhalb des Bodens
2l8 des fertigen Behälters entsteht. Wie bereits ausgeführt,
genügt auch ein kleiner luftdurchlässiger Einsatz in dein Kolben 182 um zu verhindern, dass ein Vakuum wischen dem Werkst oft
und dem Kolben entsteht, wenn dieser zurückgezogen wird. Es ist
al so ~ni cht erfor derl i eh dem ent st ehenden Zwis ehenraum zwischen
Werkstoff und Kolben Druckluft zuzuführen, wenn der Kolben in
seine untere: EneLst el lung zurückgeführt wird. Es ist bereits ausgeführt worden, dass beim Hochfahren des Kolbens X82 in seine
obere Endlage, in der er mit der Schulter 170 bündig liegt,
die durch die Steuerkurve 167 ausgelöste Druckbeaufschlagang
aufrechterhalten bleibt. Der Luftdruck bewirkt zweierlei. Erstens
bewirkt er eine nachgiebige Andrüekung des Bodens 218, so dass
dessen ebene Ausbildung bei der Verformung erhalten bleibt und
zweitens trägt er zur Abschreckung des warmen thermoplastischen
Ti7erkstöffes bei, so dass dieser die ihm erteilte Raumform beibehält.
'Jährend der Auswerfer- und Verformungskolben 182 sich im zurückgezogenen Zustande befindet, wird der Luftdruck aufgehoben und die
Patrize mit dem Klemmelement weiter nach unten in die dritte
.arbeitsstellung gefahren, wo-bei sies wie aus Fig. 9 ersichtlich,
den rerti gen Behälter aus dan. verbleibenden übf allstreif en 14o
ausstanzt. Die. Aufhebung des Luftdruckes und die Absehreckwirkung
■ Λ Λ ". - 2?—'
809a 1 rfQtiii "' :eiMi ■ %■ ■
der Matrize veranlassen den thermoplastischen Behälter 212, abgesehen
von seinem oberen Rand der festgeklemmt ist, in seinen übrigen Bereichen ziemlich gleichmässig zu schrumpfen. Wie
aus dar *'ig. 9 ersichtlich, zieht sich der Standreif 22o soweit
um einen bestimmten Betrag zusammen, dass sein freier Durchtritt
durch die vorspringende Schulter 17o ermöglicht wird. Nach einer
■kurzen Arbeitspause und nachdem der Patrizenst ampel 84 durch die
Kurvenscheiben 4o in seine obere Ausgangsstellung gefahren worden ist, gelangt die Oberfläche 194 des Kolbens 182 mit dem Standreif
220 doppelter T/andstärke in Verbindung sobald die Kurvensciieiben
62 die Platte 72 und somit die katrize 80 relativ zum Kolben
der auf der Platte 188 und am feststehenden 'iieil 69 des Kaschinengestells
anschlägt, nach unten bewegen. Hierdurch wird der fertig geformte Behälter 212 aus der Matrize ausgeworfen, worauf
derselbe durch die bereits erwähnten Luftdüsen 146 zum Zwecke
der Verpackung weggeblasen wird. Führend der Behälter aus der
Matrize ausgestossen wnd von den Luftdüsen weggeblasen wird,
wird die Kunststoffolie gleichzeitig vorgeschoben, so dass ein neues Arbeitsspiel beginnen kann.
Die Zeitdauer des gesamten oben beschriebenen Arbeitsspieles beträgt bei der Herstellung von Tassen etwa zwei Sekunden, die
sich wie folgt aufteilen.
Die nachfolgenden Angaben sind nur beispialsv/eise zu bewerten,
da die Zeitdauer von der Raumform und ü-rösse des Behälters abhängt.
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Die Angaben betreffen dünnwandige Behälter mit einer Fandstärke
von o,25- o,5 mm und einem Gewicht von 2oo g (?) Y :
Ungefähr ein Drittel der Bearbeitungszeit,. dl.h. 2/5 see werden
für den gleichzeitig, erfolgenden Vorschub von neuer Kunststoffolie
in die Arbeitsstellung und. das Auswerfen des fertig geformten
Behälters aus der Katrizebenötigt. Ungefähr ein Drittel der
Bearbeitungszeit d*h. 2/3 see werden für die gleichzeitig
erfolgende Aufwärtsbewegung der iuatrize und die Abwärtsbewegung
der Patrize zur Fe stkl entölung der Kunststoffolie und zum
mechanischen lief ziehen derselben in die in Svig» 6 dargestellte
2*orm benötigt. In dem verbleibenden Drittel der Bearbeitungszeit
werden u.a. die drei in den 51g. 7j8 unä 9 dargestellten i-rbeitsstufen
ausgeführt. Der grösste Teil des letzten Drittels der Bearbeitungszeit wird jedoch für das ausstanzen des fertig ge—,
formten Behälters und für die Rückführung des Eatrizenstempels
in seine aus;gangslage zur Ermöglichung des i-uswerfens benötigt.
Es wird also nur ein sehr kleiner Bruchteil des -letzten Drittels
der Bearbeitungszeit zur Vorformling des .Behälters durch Druckluft
sowie für die Aufwärtsbawegung des -auswerfer- bzw. "Verfo.rnungs—
Kolbens vom Boden des Liatrizenhohlraumes in die Lage in der
er mit der vorspringenden Schulter bündig liegt, sowie für
dessen Rückkehr in die untere -Ausgangsstellung und für das Abschalten des jJruckluJtventils benötigt, ·
In der lig. 14 a ist ein weiterer Vorschlag zur Betätigung des
Auswerfer- und Yerformungskolbens relativ zum IvIatrizönhOhlraum 86
dargestellt. Der ^Isrnativvorschlag betrifft das Hochziehen ... ■
des Behälterbodens in die Endlage. In der ^io 14 a sind gleiche
Einzelheiten mit gleichen Bezugszeichen, einfach gestrichen,
beziffert. 22s ist nur die arbeit speise des Kolbens Io2 schematiseh
angedeutet. Im übrigen entspricht die Vorrichtung der in den i'ig. 14 und 1-4 dargestellten ~aisführun;.si'orm... '.'/Ie aus ^ig. 14 a
ersichtlich, erfolgt aie Luftzufuhr Io6 ' über ein Ventil lo|3 ',
!Dieses ermöglicht zunächst dan Zutritt von .Uruciiluft zu den
Patrizenstempel 84 ' über den auslass Iö3 '. Der -mslass 1l>3 '
ist weiterhin über die biegsame Zuleitung 222 mit dem Uinlasö 223
zur Betätigung des Luftzylinders 224 verbunden. 3lür die nach der
Zuführung von Druckluft zum Patrizenstempel o4' zwecks Verrormung
der ILunststoi'i'olie in die in 2'ig. 7 dargestellte Lage
erl'olgende Betätigung des Luftzylinders 2^4 ist keine ^eitsteuerainrichtung
erforderlich, d«. der Zeitunterschied zwischen dem V/irksaiawerden des Druckes am Auslass 103 ' und am Einlass 225 des
Luftzylinders sieheretellt, aass der Ausv/erfer- und Verformungskolben
182 ' sich erst dann zur Hochziehung des Behälterbodens nach
oben bewegt, nachdem die thermoplastische Kunststoffolie an den
Wandungen des l.iatrizenhohlraumes Öö zur anlage gekommen ist. Bs
ist ersichtlich, dass dieser Zeitunterschied sehr kurz ist. Kin anderer nicht dargestellter, uum selben Srgsbnis führender
Vorschlag besieht darin, dass von dem Ventil 105 zwei Luftleitungen
wegführen, von denen eine zu dem -uislass 163 ' und die
zv/eite zu dem Luftkolben 224 führt. Die zr.eite Zuleitung muß
geringfügig länger sein, als die erste Zuleitung. i>ei Versuchen
hat sich gezeigt, dass ein L-njenuntör^chied von nur 5o 1x1 ausreichend ist, um das erforderliche Zeitintervall zwischen den
- 32 11/0244-eA
■■■"■- ■■-.■■ '. - ■■■.-■"■■' /
beiden Verfahrensschritten, zu gewährleisten. 25ine andere- Aus— '·■
führungsform vorliegender Brfindung ist in den Fig. 15 "bis 17
dargestellt. Entsprechende Einzelheiten sind mit gleichen Bezugszeiehen,
zweifach gestrichen, dargestellt.. Bei dieser Ausfuhrungsform
bewegt der -Auswerferkolben 182 " den Behälterboden beim
Verformungsvorgang nicht mechanisch wie bei den vorherbeschriebentjn
^usftihrungsformen. Der iiolben 1&2 " weist einen Binsatz
197 " aus gesintartem luetall auf. Dieser ist über die Zuleitung
22b mit der Druekluftciuelle 156 " verbunden. Somit ruft der
pneumatische DrucK die Verschiebung des Bodens 2l8 " des vorgeformten Behälters hervor, während der Kolben 182 " in Ruhe
verharrt. Vorteilhäiterweise ist unmittelbar im Auswerferkolben.
1Ö2 " eine Heizspule 228 angeordnet. ( Vfie bei den. vorherigen
ii.usführungsformen? dort jedoch nicht abgebildet). Diese v/eist ·
geeignete, aus dem Kqlben herausführende atromzuführungSleitungen
230 und 232 auf. Der Kolben 182 "-ist im Bereiche 183 " des
katrizenhohlraumes mit geeigneten Pichtringen 234 abgedichtet.
V/eiteriiin sind Luftauslassöffnungen 236 vorgesehen, die.das
xi.usströi^en eirnjeschlossener Luft bei der Vorformung des Be-'
hillters gestatten. ·
Bei dieser ^usiührun^Siorm muß die Luftleitung 226 mit einem
gesonderten Ventil ausgestattet sein, da die ftir die Vorformunc;
des Behälters benötigte, durch den auslass 161 ff zum Patrizenstempel
o4 '', -Jie in. Fig. 15 dargesoellt, strömende Druckluft abgeschaltet
wer atm muß, bevor öin LufüdruCiL über die Zufuhrleitung 226 vor . .
BAD ORIGINAL'
■8 0 98 il/fl-2-4'4
'dem Kolben 182 " aufgebaut wird. -Vie dargestellt, kann dia Zufuhrleitung 22Ö bei der in 1'1Ig. I5 dargestellten Verformung zum
aufbau einer Druckdifferenz beitragen, in dem dia Lu.?t durch sie
abgesaugt wird. Durch Erzeugung eines Vakuums auf der Unt^rs^it«
des bei·«its medians, ich tii-iV^isogenen Behälters, kann die Leitung
226 auch allein zur Erzeugung der erforderlichen Druckdifferenz
■herangezogen werden, wodurch der Werkstoff in die in ivig. 15
dargestellte Lage gesaugt wird;. In diesem 5'alio können die auslassöffnungen
161 " und die Zuleitung 163 in Wegfall kommen. Vie
aus der Fig. 16 ersichtlich, übernimmt der Boden I68 " des
Patrizenstempels 84 " ausserdem die Funktion eines Anschlages
an welchem sich der Boden 2l8 " des vorgeformten Behälters 214 "
anlegt, vrenn Druckluft über die Zufuhr leitung 22ö zugeführt wird,
so dass der Boden 221 " des Jertig geformten Behälters 212 " eine
regelmäßig glatte Oberfläche erlangt. Bei dieser ii-usfiihrungsform
ist es erforderlich, die zeitliche Aufeinanderfolge der Arbeitsstufen
zu ändern. Das .ausstanzen des Behälters muß vor dem iioehziehen
des Bodens 2l8 des vorgeformten Behälters erfolgen, worauf
der Behälter im Bereiche seines oberen Randwulstes von der kombinierten ^-usstanz- und ivlemmeinrichtung festgelegt wird. Bei
dieser Ausführung sform erfolgt also zunächst der mechanische
Xiefziehvorgang durch den Patrizensbempel 84 ". alsdann erfolgt
die pneumatische Vorformung durch Erzeugung einer Druckdifferenz
und zwar entweder über die Zuleitung 22b oder über die Luftauslassöffnungen
161 oder aber über Beide, ü-lsdann wird der Patrizen—
stempel 34 " soweit abwärts bewegt, dass sein Boden 108 "bündig
mit der auskragenden Schulter I70 " des ^atrizenHohlraumes liegt,
-34 8098 11/0244
wobei der Boden des ^atrisenstaid-pels als -noehlag dient, wenn
ain uugököhrt gerichteter Differenzdruck, v/ie in i'ig. 17 dargestellt,
ausgeübt tard« Me auskragende Schulter 17o " in dem
Iuatrizanho-tilrauui hindert den '.Werkstoff daran, in dem Zwischenraum
zwischen Patrizensteiiipel 04· " und Matrizeniioh-lraom einzutreten,
so dass ein Behälter 212 " mit den gleichen Merkmalen wie bei den.
voriierigen -^usitlhrun^s-'ornien: entsteht« .alsdann, wird der i'atfizenstcEipal
ö4 " hochgefahren und dem Behälter 212 Gelegenheit-zu
Jchruiiipfung gecebön-, ao dass er bei da-r ^bv/ärts.—
der i.-atrizö relativ zu dein ιίοIb^n, l82 ",wie bei den
von diesem aus;;. stosjün '..ird.
—us der Basclxreibuii -,.urde ersichtlich., dass die örrinduujsgGuässe,Vo.rrichtung
zur i^asa.niürtiguiig geeignet; ist und dass
cLureh. das angy./^ncLute Verfahrβ·η ein Behälter mit hocligezogenöm
Boden erhalten, ~.ärd, -,/eleher sigii" durch verbdSöarte UigenöcaaTten
auszeichnet. - . .. "
Die vorliögende- ürrindung ist "uient. aui" uie in dor Basearuibung
bjispiele beschränkt. '.-■-■:
- 35 -*■
BOBBI t/0244
Claims (7)
- Patentanspruchs .1» Hahtloeer dünnv/andigar oben offener thermoplasticu±.a Kunststoffbehälter mit aiiier Bodönwandung und si oh lu/eii oben erstreckenden üeitemv-ardunjen bsstiunter ..andere r.rke -md Liit •inem 3instückig im Bodanboröich angeroriiiten , nuuh ϊι·η·.,·π ötzt^n, uinon nachgezogenen 13oden (2~1; bildsndjn .jü(220) ßrostei-er ^ölie als '..a
- 2. Behälter nacu --nü-^ruch 1, dud'aich ^akennziäicilinet, o.c.c ; Standreif ohnw Unterbrechmiij lib«;r dan -u.'aii^ ^eJuiirt ist lai seine uantainäehw puraxl«=! zur 1>·3Λ^ι-ϋ~ν&οααυ v-..-:-'lLuit.
- 3. Beuältür naoii aen .nsprHonen 1- 2 , dadurch ^-ei^r.::: -jiehnet, dass die Juitvjnv.-anaunc si oh von I3odu-n in i'-iclriun/· zul. o^c·:1^, Behältar^naö konisch erweitert tina einün n^uh imiuu jinsprin^snden mit der Uoaanviinaunj r,,· ;·.:.;'-/..-set en -»ba^ts aui'-
- 4· Veri'alirem zur herstöllun^; einea Beliältera naou i--n --nsj/.-ü 1«. 3 aus örwär^töiii than^oplu^tiuca^n a.unaiioioJ'i.', L..iu'u^ gekennzeioünet, aadü dar u ^-citatoi'i' uiv/uals ^iii>3j Patrin^n steiipole (04) tiöxgezogen, pneuuatisch vom Patrii: >nstm-ipe getrennt und zur Bildung eines vor^eforuxan, oben oi^'ji^ix8 Q 9 8 11/0244f ■■—3P - 1432142"behälterü laiu oiH«r oeitönvanduräjund' e-iiieia üodünberuicn ·:Ligen :i.Jia '.."andun^ en des i-ätrisenhGlilrämaes (ei6) gedrückt' wird, Λ/orauf der Bodenbereich des vor^eforilitsn Behälters unmittelbardarauf'in der '..'eise ein Stück in"-Richtung des offenen Behälterendes verschoben vrird, dass ein Teil der Söitenuiiirultet und lüitöinandör verklebt.
- 5. Verrahren naoh Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet4- däßs da3 Ifmfalten· der Bö hälters ei tenvandung durch einen den Behälterboden von ausnen beaufschlagenden pneumatischen I>ruok iffölgi;.
- ö* Verfahren nacn d«n .i-nspriicixen 4—5r dadurch gekennzeichnet, dass dar Behälter zur Ermögliellung des ZusamuienschruinpfenB des otandreii'as x"ür eine be;Jti:;aate .Zeitspanne im Liätrizenhohlrauiii gehalten ',vird6
- 7. Verfahren nach den ansprächen 4-a, ducurch tjekennzeichnetj dass das üLifalten der Beiiälterseit,emvandung im Bodenbereich liiechaniüüh erfolgt,o» Vörfaüran nacn u.en ±ms~.ruοϊφϊϊ b und 7* dadurch gdkennzeiolineli, dass das die Uufäl'Lung dör Beiiälterseitönw&ßdung bfivirkend« LiäachindnelöLient ^Tiihrend des S ehrumpf vor ganges zurlickgirbgen una alsdann zum Axiewerf en des Behäitars aus der iäatrize vrieder f-örgöscliotien wird*■ ■ . ■. . ■". ' ■■■ -t *r> '"Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens naeh den Ansprüchen 4—8, dudurch gekennzeichnet, das a die oeiten-Y/andung des I^atrizeniioiilrauiiBS eine den nach innen einspringenden -Absatz der Behalt;err/andung erzeugende;, nuch innen vorkragende Schulter (17q) aurv/^is*t.809811./Q2.44 \ tA. .. ■
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