DE1454962C - Vorrichtung zur Vakuumverformung eines thermoplastischen Kunststoffbandes - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Vakuumverformung eines thermoplastischen KunststofTbandes mit einem oberhalb des Bandes angeordneten cva.kuierbaren Formwerkzeug und einem von unten an das zu verformende Band andrückbaren Fonnwerkzeug, durch das Druckluft von unten her auf das Band zur Einwirkung bringbar ist.

In bekannter Weise enthalten solche Vorrichtungen Gruppen von Heizeinrichtungen, die oberhalb und unterhalb der Ebene der in die Maschine eingeführten Folie angeordnet sind, um das Kunststoffband auf die Verformungstemperatur aufzuheizen. Darüber hinaus verwenden Formmaschinen dieser Art gewöhnlich ein Paar von Platten, von denen die eine oberhalb und die andere unterhalb des Kunst-Stoffbandes liegt und die zur Befestigung von Formwerkzeugen dienen, welche zusammenwirken, um in dem vorgeformten Kunststoffband entsprechend der Ausführungsform der Form die Erzeugnisse herzustellen. Solche Maschinen können Flachziehmaschinen sein, wie sie sich beispielsweise zur Herstellung von Schalen, Schüsseln u. dgl. eignen, oder Tiefziehmaschinen, wie sie beispielsweise zur Herstellung von Bechern u. dgl. dienen. Im allgemeinen sind in Tiefziehmaschinen die einen Formwerkzeuge Sternpel, welche die Bewegung der Teile des plastischen Kunststoffbandes in die Hohlform des anderen Formwerkzeugs unterstützen. An dieses ist eine Vakuumpumpe angeschaltet, die das in Eingriff mit den Wandungen stehende Kunststoffband einsaugen. Befestigungsketten dienen zweckmäßig dazu, um die Seiten des Kunststoffbandes festzuklemmen und in bestimmten Zeitabschnitten aufeinanderfolgend Längen dieses Bandes von der Heizzone in eine Lage zwischen den Formwerkzeugen zu ziehen.

Durch die Erfindung soll eine Vorrichtung zur Vakuumverformung eines thermoplastischen Kunststoffbandes so verbessert werden, daß mit einem minimalen' Aufwand an Steuer- und Regeleinrichtungen ein hoher Grad an Arbeitsgeschwindigkeit und an Funktionssichcrheit, also an Wirtschaftlichkeit, erreicht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in der Druckluftzuleitung zu dem unteren Formwerkzeug ein durch das Druckmittel betätigbarer Druckschalter angeordnet ist, der bei Erreichen einer vorherbestimmten Druckhöhe in dem unteren Formwerkzeug anspricht und eine weitere Zufuhr von Druckluft in das untere Formwerkzeug unterbindet. Mit diesen einfachen Mitteln kann die Arbeitsgeschwindigkeit der Vorrichtung gegenüber bekannten Vorrichtungen beträchtlich erhöht und sichergestellt werden, daß ein vorzeitiges Nachlassen der Preßfunktion nicht eintritt. Die Druckluft kann sehr viel schneller und mit höherem Druck dem unteren Formwerkzeug zugeführt werden, wobei eine Überhöhung des Drucks in dem unteren Formwerkzeug infolge des Druckschalters ausgeschlossen ist.

Die Vorrichtung, die im folgenden näher erläutert wird, venting ein Kunststoffband zu verarbeiten, das fio näher an der Krstnirungstemperatur liegt, und gestaltet die Verwendung einer Form, die sich im wesentlichen auf Zimmertemperatur befindet, da iinlcr Druck stehende Luft zusammen mit den Suug-Lriil'tcn Verwendung findet, um eine vollkommene Berührung des Kimststoffbandes mit dun oberen Formwerkzeugen und damit einen gan/.Hächigen Wiiimeiibcrgaiig /wischen den Oberflächen des

oberen Formwerkzeugs und dem Kunststoffband sicherzustellen.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung nach der Erfindung wiedergegeben.

Fig. 1 ist eine Seitenansicht eines Teils der Vorrichtung;

F i g. 2 ist eine Vorderansicht derselben;

F i g. 3 zeigt einen vergrößerten Querschnitt, wobei die Formwerkzeuge dem Kunststoffband gegenüberliegen;

F i g. 4 zeigt eine Draufsicht auf das untere Formwerkzeug und die Stempel;

F i g. 5 zeigt eine noch stärker vergrößerte Teilansicht der Fig. 3;

F i g. 6 zeigt eine Ansicht eines elektropneumatischen Kreises zur Steuerung der Druckluft durch den Druckschalter;

F i g. 7 zeigt eine schematische Ansicht des Druckschalters.

Ein thermoplastisches Kunststoffband 10, beispielsweise aus Polystyrol, ist nach den F i g. 2 und 3 zwischen einem oberen und einem unteren Formwerkzeug 11 und 12 angeordnet. Das obere Formwerkzeug 11 weist im Abstand befindliche Ausnehmungen 13 von solchen Abmessungen auf, daß kegelstumpfförmige, dünnwandige Becher in dem Kunststoffband 10 entstehen, die man nach Abtrennen vom Band als Trinkbecher verwenden kann. Man erkennt, daß das untere Formwerkzeug 12 im Abstand befindliche Stempel 14 in senkrechter, axialer Flucht mit den Ausnehmungen 13 aufweist. Die im Kunststoffband 10 hergestellten Becher werden in umgekehrter Lage geformt und das geformte Band wird dann durch eine gesonderte Beschneidepresse geführt, welche die Becher vom Band abtrennt.

Der Rahmen F der Formmaschine enthält obere und untere Längsträger 15 und 16, die an beiden Enden durch senkrechte Träger 17 und obere und untere Querträger 18 verbunden sind. In den F i g. 1 und 2 ist nur das vordere Ende der Maschine wiedergegeben, Es ist jedoch selbstverständlich, daß der Rahmen F längliche Form aufweist und daß das linke Ende ebenfalls Abschlußträger enthält. Zwischen den Enden des Rahmens F sind senkrechte Säulen 19 angeordnet, welche an den unteren Längsträgern 16 an ihren unteren Enden angeschlossen und durch eine Traverse 20 an ihren oberen Enden verbunden sind. Die Säulen 19 führen das obere und untere Formwerkzeug 11 bzw. 12 und ermöglichen ihnen eine senkrechte Laufbewegung entlang von Führungen 19a.

Auf der Traverse 20 befindet sich ein Druckmittelzylindcr26 mit einer Kolbenstange 26a, welche mit einer Platte 21 gekuppelt ist, an der über Schienen 22 das obere Formwerkzeug 11 befestigt ist. Wird ein Druckmittel, beispielsweise Druckluft, in das obere Ende des doppelt wirkenden Druckmittelzylinders 26 eingeführt, dann wird die Platte 21 in Richtung auf das Kunststoffband 10 abgesenkt.

Uine untere Platte 27 ist ebenfalls an den Führungen 19« in vertikaler Richtung verschiebbar geführt. Das untere Formwerkzeug 12 ist über Schienen 27 ϋ mit der !Matte 27 verbunden. Ein Profilträger 30 verbindet die unteren finden der Säulen 19 und nimmt einen doppell wirkenden Druckmittelzylinder 31 auf, dessen Kolbenstange 32 an die untere Platte 27 angeschloss ίι ist.

Das Kunststoffband 10 wird absatzweise zwischen

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die unteren und oberen Formwerkzeugeil und 12 liegt. In der Leitung c liegen außerdem normalerdurch ein Paar übereinanderliegender oberer und weise geschlossene Kontakte 104 eines Druckschalunterer endloser Ketten 34 bzw. 35 zugeführt, wel- ters 105, dessen Kontakte offenstehen, wenn ein vorche absatzweise das Kunststoffband 10 von einer bestimmter Druck, beispielsweise 2,8 atü, im unteren Heizstation 36 her zuführen, so daß ein erhitzter Teil 5 Formwerkzeug 12 erreicht ist. Der Druckschalter 105 des Kunststoffbandes 10 in eine Lage zwischen die wird im Glied 50 in einer Öffnung 105a montiert, wie Formwerkzeuge 11 und 12 durch die Ketten 34 und man aus F i g. 4 erkennt. Eine schematische Wieder-35 vorgerückt wird, die Formwerkzeuge 11 und 12 gäbe des Druckschalters 105 läßt sich aus F i g. 7 senkrech: auf das Kunststoffband 10 zu bewegt wer- entnehmen. Er enthält'einen Zylinder 105 b, in dem den und nunmehr der Verformungsvorgang vor sich io sich eine Membran 105 c befindet, auf deren Schaft gehen kann. 105 d einer der Kontakte 104 befestigt ist, welcher

Das obere Formwerkzeug 11 enthält eine Unter- normalerweise in Eingriff mit dem anderen festen druckverteilerkammer 47, welche an die Ausnehmun- Kontakt 104 durch eine Feder 105 e vorbestimmter gen 13 mit Hilfe von Kanälen 48 angeschlossen ist. Federkraft gedrückt wird. Die Kontakte 104 sind Eine Leitung 49 dient zur Verbindung der Unter- 15 vorn Zylinder 105 b isoliert und im Zylinder 105 b ist druckverteilerkammer 47 mit einer Vakuumkreisel- für den Druckmittelzutritt eine Öffnung 105 / vorpumpe und einem Vorratsbehälter. gesehen. Ein normalerweise offenes Luftventil 106

Das untere Formwerkzeug 12 enthält ein Glied 50, steht mit der Leitung 55 über eine Leitung 107 und welches die Stempel 14 in Abstand trägt, sowie einen mit der Atmosphäre durch einen Kanal 110 in Verherumlaufenden Klemmrahmen 51. Selbstverständ- 20 bindung und eine Magnetspule 108 ist in einem lieh ist ein Spiel von etwa 3 mm zwischen dem Kreis d in Reihe mit normalerweise offenen Kontak-Klemmrahmen 51 und dem Glied 50 vorhanden, und ten 109 geschaltet.

das Glied 50 enthält einen Rand 52 mit einer elasti- Sind die Ketten 34 und 35 so bewegt worden, daß sehen Dichtung 53, welche eine luftdichte Abdich- sie einen noch nicht verformten Teil des Kunststofftung zwischen dem Kunststoffband 10 und dem Glied 25 bandes 10 zwischen die Formwerkzeuge 11 und 12 50 aufrechterhält. Das Glied 50 kann durch Ther- transportiert haben, dann erfaßt der Klemmrahmen mostaten aufweisende Widerstandsheizelemente 50 a 51 das Kunststoffband 10, um es fest zwischen sich elektrisch aufgeheizt werden. Unter einem Druck von und dem oberen Formwerkzeug 11 einzuklemmen, etwa 5,6 atü stehende Druckluft wird mit 0,4 m²/min und anschließend führt eine weitere Aufwärtsdem unteren Formwerkzeug 12 über eine Leitung 55 3° bewegung der Kolbenstange 32 und der Platte 27 zur zugeführt, an welche Leitungen 56 anschließen, die Verformung des Kunststoffbandes 10, sobald die zu Bohrungen 57 im Glied 50 führen. Wie man-aus Stempel 14 in die Ausnehmungen 13 einzudringen F i g. 5 erkennt, sitzen Prallplatten 58 über jeder beginnen. Sobald das Kunststoffband 10 in die Aus-Bohrung 57 auf getrennten Stiften 59, so daß der nehmungen 13 einzudringen beginnt, wird die Luft durch die Bohrung 57 strömende Luftstrom seitlich 35 aus den Ausnehmungen 13 mit vorbestimmter Geabgelenkt wird und nicht unmittelbar auf das Kunst- schwindigkeit entsprechend der Verdrängung der Luft stoffband 10 trifft. Dies verhindert die Bildung kalter innerhalb der Ausnehmungen, die durch die Stempel Stellen auf dem Kunststoffband 10, welche damit 14 und das in die Ausnehmungen 13 eintretende nicht mehr verformbar wären und keine Einzelheiten Kunststoffband 10 verursacht wird, entlüftet. Sobald der Ausnehmungen 13 annehmen würden. An den 40 die Formwerkzeuge 11 und 12 ganz geschlossen sind, Schienen 27 b sind in einer Stellung, in der der werden die Kontakte 103 in der Leitung c geschlos-Klemmrahmen 51 nach oben in Eingriff mit dem sen und das normalerweise geschlossene Ventil 100 Kunststoffband 10 gedrückt wird, Druckmittelzylin- wird geöffnet, um Druckluft von einem Kompressorder 60 befestigt, deren Kolbenstangen 61 an Kon- akkumulatorbehälter zur Leitung 55 und in das solen 62 angeschlossen sind, welche mit dem Klemm- 45 Innere des unteren Formwerkzeugs 12 zu richten, rahmen 51 verbunden sind. Im Zylinder 60 wird ein Kurz bevor die Kontakte 103 geschlossen sind und Druck von etwa 5,6 atü aufrechterhalten, und der das Ventil 100 geöffnet ist, wird die restliche Luft aus Zylinder ist über Leitungen 60 a an seinem unteren dem oberen Formwerkzeug 11 entfernt. Gleichzeitig Ende an eine Druckluftquelle angeschlossen. werden die Kontakte 109 und das Luftventil 106 ge-

Damit die Platten 21 und 27 in fester Abdichtung 50 schlossen. Auf diese Weise finden sowohl der im

während des Formvorgangs mit dem Kunststoffband unteren Formwerkzeug 12 entwickelte Luftdruck als

10 verbleiben, ist ein Kniehebelmechanismus vor- auch die Vakuumkräfte dazu Verwendung, um das

gesehen, welcher die Platten 21 und 27 aufeinander Kunststoffband in innige Berührung mit den Form-

zu drückt und sie in dieser Lage versperrt. wandungen zu bringen, um damit sicherzustellen,

Die die Folie vorrückenden Ketten 34 und 35 55 daß das verformte Kunststoffband 10 bis in Einzelwerden nach Beendigung des Formvorgangs betätigt heiten der Kontur der Ausnehmungen 13 entspricht, und nachdem die Platten 21 und 27 in vertikaler Da die Ausnehmungen 13 im wesentlichen auf Richtung zurückgezogen sind. Zimmertemperatur gehalten werden, erstarrt der

In F i g. 6 ist ein Kreis mit den Leitungen Ll und Kunststoff unmittelbar bei Berührung mit dem Metall

L2 und elektrischen und pneumatischen Bauelemen- 6° des oberen Formwerkzeugs 11, und die Erstarrung

ten wiedergegeben, die zur Steuerung der Druckluft- erfolgt gleichmäßig über die gesamte Fläche des in

zufuhr Verwendung finden. den Ausnehmungen 13 eingebrachten Kunststoffes,

Zur Versorgung des unteren Formwerkzeugs 12 weil der Kunststoff in innige Berührung mit allen

mit Luft ist ein normalerweise geschlossenes Ventil Teilen der Formwerkzeugoberflüche kommt. Aus

100 mittels einer Leitung 101 mit der biegsamen Lei- 65 diesem Grund ist es nur erforderlich, die Formwerk-

tung55 verbunden, die zum unteren Formwerkzeug zeuge 11 und 12 für einen Augenblick geschlossen

12 führt. Cs enthält eine Magnetspule 102, die in zu halten. Wenn der Druck innerhalb des unteren Reihe mit Schalterkontakten 103 in der Leitung c Formwerkzeugs 12 einen vorbestimmten Wert, bei-

spielsweise 2,8 atü, erreicht, dann wird der Druckschalter 105 betätigt, um die normalerweise geschlossenen Kontakte 104 im Kreis c zu öffnen und die Magnetspule 102 stromlos zu machen, so daß das normalerweise geschlossene Ventil 100 unmittelbar schließt. Auf diese Weise wird verhindert, daß sich Druck bis zu einem Druckwert ausbildet, bei dem er · die Formwerkzeuge 11 und 12 trennen würde, wobei die Druckströme durch die Prallplatten 58 abgelenkt werden und durch den Luftstrom keinerlei kalte Stellen erzeugt werden können, die zu einer örtlichen Erstarrung des Kunststoffbandes 10 während des Formvorgangs führen würden. Die eindringenden Stempel 14 werden auf geeigneter Temperatur gehalten, so daß sie ebenfalls bei Eingriff mit dem Kunststoffband 10 keinerlei örtliche Härtung verursachen. Ist einmal das Kunststoffband 10 in der beschriebenen Weise vollständig verformt, dann können die normalerweise offenen Kontakte" 109 in der Leitung d geöffnet werden, um die Magnetspule 108 des Luftventils 106 stromlos zu machen und das Luftventil 106 zu öffnen und damit die Luft aus dem unteren Formwerkzeug 12 in die Atmosphäre austreten zu lassen.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Vorrichtung zur Vakuumverformung eines thermoplastischen Kunststoffbandes mit einem oberhalb des Bandes angeordneten evakuierbaren Formwerkzeug und einem von unten an das zu verformende Band andrückbaren Formwerkzeug, durch das Druckluft von unten her auf das Band zur Einwirkung bringbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß in der Druckluftzuleitung zu dem unteren Formwerkzeug (12) ein durch das Druckmittel betätigbarer Druckschalter (105) angeordnet ist, der bei Erreichen einer vorherbestimmten Druckhöhe in dem unteren Formwerkzeug anspricht und eine weitere Zufuhr von Druckluft in das untere Formwerkzeug unterbindet.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen