DE1454962C - Vorrichtung zur Vakuumverformung eines thermoplastischen Kunststoffbandes - Google Patents
Vorrichtung zur Vakuumverformung eines thermoplastischen KunststoffbandesInfo
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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
3 4
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)
- 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
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