DE1479343A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Tiefziehen - Google Patents

Description

• Verfahren und Vorrichtung zum Tiefziehen.
• Dlo Vorliegende Erfindung betrifft ein neues Verfahren und *in* Vorrichtung zur Herstellung hohler Gegenstõnde, wie Behõlter. Insbesondere betrifft sie ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung relativ d³nnwandiger Behõlter aus thermoplastischen Kanatatoft, die zum Wegwerfen bestimm@@ sind.
• Allgemein werden zwei grundsõtzliche Verfahren zur Herstellung von Behõltern aus thermoplastischem Kunststoff angewandt.
• Das 3ine ist das Spritzgussverfai. ren, das andere das'..'anL-verformungsverfahren. Es wurde gefunden, dass im Spritzgussverfahren hergestellte Behõlter nicht so d³nnwandig ausgef³hrt worden k~nnen, wie solche, die im Warmverformungsverfahren erzeugt w rden. Beispielsweise wird zur Herstellung von Behältern mit 454 ccm Fassungsverm~gen beinahe doppelt soviel Werkstoff, nõmlich 28 g benötigt, wie bei Behältern, die nach dem Warmverformungsverfahren hergestellt werden und die nur 15 g Werkstoff erfordern. Ausserdem k~nnen Behõlter im Spritzgusav erfahren nicht so schnell hergestellt werden, wie im Warmverformungsverfahren, sofern nicht eine erhebliche Anzahl kleiner apyitzgusamaschinen und die dazu erforderlichen, kowtwpieligon Werkzeuge angeschaft werden. Wenn Behõlter mit * Fassungsverm~gen voin 908 ccm hergestellt werden zollen, trot die Vorteile des Warmverformungsverfahrens noch stõrker in Erscheinung.
• Es sind verschiedene Varianten des Warmverformungsverfahrens z.B. ein Verfahren mit Hilfziehstenpel, ein Vakuum - bzw.
• Druckverformungsverfahren ohne jede mechanische Ber³hrung den thermoplastischen Kunststoffes und eine Kombination des Hilfsziehstempolverfahrens mit dem Vakuum -, oder aber mit dem Druckverformungsverfahren entwickelt worden. Zur Erreichung verhõltnismõssig grosse Tiefziehgrade, wie sie zur Herstellung **nous lters mit 454 ccm Fassungsverm~gen erforderlich sind, bat sich die Kombination des Hilfziehstempelverfahrens mit dam Druckverformungsverfahren als äusserst nstig zur Erzielung einer verhõltnismõssig gleichh eibenden Wandstõrke, die nicht nur sus' Fest igkeitsgr³nden, sondern auch fürdasAussehet!d« Behõlters von Bedeutung ist, erwiesen. Ein typisches Hilfeziehstempel- Druckverformungsverfahren besteht darin das eine Folie aus erwõrmtem thermoplastischem Kunststoff z.B. aus Polystyrol, festgeklemmt und dann mit ein em Ziehstempe in Berührung gebracht wird, um bestimmte Bereiche von der fortge-Klemmten Folie nach antr in den Hohlraum einer Form zu ziehen.
• Dann wird auf gegen³berliegenden Seiten der Folie ein Differenzdruck aufgebracht, wodurch die mechanisch vorgezogenen Bereiche in Anlage mit den Wandungen des Hohlraumes der @ : atrizenfo gebracht bzw. aufgeweitet worden.
• Die Anwendung des zuletzt genannten Warmverformungsverfahrens f³hrte bei der Herstellung von Behõltern mit einem Fassungsvem5gon von 9o8com, die sinen extremen Tiefzug erfordern, zu bestimmten Problemen. Der Kunststoff neigt dazu, bei der Vorverformung am Boden des Ziehstempels fest zuhaften, was zu Behõltern mit dickwandigem Boden f³hrt. Bei dieser Vorverformung ergaben sich auch infolge des Werkstoffschlupfes an den Zeiten des Zichstempels einige Schwierigkeiten, wodurch man Behõlter erhielt, die hinsichtlich der Festigkeit und des auszehens unerw³nscht d³nne Seitenwandungen aufwiesen. Weitere Komplikationen ergeben sich dadurch, dass die Form der vorgeformten Flõchen der Folie sich der yorm des fertigen Gegenstandet näherte wodurch eine vorzeitige Ber³hrung des Werkstoffe@ in der N des oberen Randes des Matrizenhohlraumes eintritt.
• Dies fähre zu dicken, unordestlich geformten, oberen Behõlterabschnittaa.
• Durch die vorliegenao Erfindung sollen die Unzulõnglichkeiten bei der Herstellung d³nnwandiger Behõlter, insbesondere solcher mit grossem Fassungsverm~gen, ³berwunden werden.
• Ausserdem sollen ein Yerfahren und eine Vorrichtung zur Verbesserung der Torkstoffverteilung bei dünnwandigen Behiltern geschaffen werden.
• Weiterhin soll die Neigung des Werkstoffes, beim mechanischen Tiefziehen am Boden des Sichstempels festzuhaften, beseitigt und dadurch ein Behõlter mit einer unverdickten Bodenwandung geschaffen werden.
• A sollen ein nenes Verfahren und eine Vorrichtung geschaffen worden, welche einen Schlupf, bzw. ein Fliessen das Werkstoffes bei der Vorformung ausschliessen und dadurch die Werkstoffverteilung der Seitenwandungen des Behõlters im Vergleich zum ³brigen Teil des Behõlters verbessern.
• Weiterhin solleo ein a Verfahren und sine torriot goschaffen werden, durch welche eine vorzeitige Ber³hrung der Wandungen des Matrizenhohlraumes ausgeschlessen wird, um die Werkstoffverteilung im oberen Teil des Behõlters zu verbessern.
• Schliesslich sollen ein neues Verfahren und eine Yorrichtang der aufgezeigten Art geschaffen werden, welche die Herstellung 8Orrohl flacher, als auch tiefer, gezogener Behälter mit gleiohmõssiger Wandstõrke und Werkstoffverteilung in gr~ssten St³ckzahlen ohne Vergr~sserung der Gtückkosten der Behõlter geatatten. die Erfindung sei an Hand der nachfolgenden, speziellen Beschroibung und der Zeichnung erläutert. w zeigt : Fig. 1 den mehr oder weniger schematischen Schnitt durch ein oberes Formteil mit den Merkmalen der Erfidnung, bevor es mit einer Folie aus thermoplastischen Workstol'1 in Berührung golangt ist, Fig. 2 einen Fig. 1 õhnlichen Schnitt. Er zeigt das obere Formteil beim Anlauf an die Folie aus thermoplastischem Kunststoff, lpig. 3 sinon den Fig. 1 und 2 ähnlichen Schnitt. Er zoigt die weiters Bewegung des oberen Formteiles gegen den Werkstoff, tig. 4 don mahr odor wdniger schematisoben Sobitt durch das obere und das mit diesem zusammenwirkende untere Formteil. Er zeigt, wie das obere Formteil einen bestimmten Flõchenbereich der thermoplastischen Folie in den Hohlraum des unteren Formteiles dr³ckt, ig. 5 einen der Fig. 4 õhnlichen Schnitt. Er veranschaulicht die Relativbewegung der unteren Formhõlfte beim Abschneiden das gefoimten Behälters, Pig. 6-7 mehr oder weniger schematische Schnitte durch eine andere Ausf³hrungsform der Erfindung, Vig. 8 den bruchst³ckhaften Schnitt durch einen Behõlter, der nach bekannten Verfahren und mit Hilfe einer bekannten Vorrichtung hergestellt worden ist, Fig. 9 den bruchst³ckhaften Schnitt durch einen Behõlter nach der vorliegenden Erfindung, ring. lo-13 mehr oder weniger schematische Schnitte durch ein anderes, oberes Formteil in aufeinanderfolgenden Bewegungsphasen relativ zum unteren Formteil bei der Formung eines d³nnwandigen Behõlters.
• Vor Beginn der Beschreibung des vorliegenden Verfahrens und der Vorrichtung soi darauf hingewieaen, dBt diva Z lediglich mehr oder weniger schematische Anzichten des oberen und unteren Formteiles aufweist. Dadurch sollen die charakteristischen Merkmale der Erfindung in du lori gerückt werden. Zur Hin-und Herbewegung der Normteile, zur Erzeugung eines Vakuums, oder Druckes k~nnen bekannte Einrichtungen, wie sie beispielsweise in der US- Patentschrift Nr. 3 121 916 des gleichen Anmelders beschrieben sind, verwendet werden.
• Bo gel zScbst aur die in don Itig. 1- 5 der Zeichnung dargestelYte Ansftihrungpfozm Bezug genommen. Diese Figuren veranschaulichen ein neues Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung relativ d³nnwandiger Behõlter im Warmverformungsverrabron. Wi e bei Warmverformungsvorrichtungen ³blich, ist ein oberes Formteil 20 mit einem Patrizenstempel 22 vorgesehen, wegohes mit einem unteren Formteil in Gestalt einer Matrize 80 mit einem Hohlraum 82 zusammenwirkt, dassen Form den patrizenatenpel Va komplementõr ausgebildet ist.
• Zur Erleichterung des Verstõndnisses des Zusammenwirkens des oberen und unteren Formteiles bei der Herstellung eines Behõlters erscheint eine kurze Beschreibung des Warmverform³ngsterni mit Hilfsstempel und Druckanwendung angebracht.
• Ueblicherweise wird zunõchst eine Folie aus thermoplastischem Werkstoff, z.B. Polystyrol von einem Extruder kontinuierlich sugemat xd schrittweise en einer Keizzone vorbeigef³jrt, an welcher die Folie bis zum gew³nschten Grade erwõrmt und erweicht wird. Die erwõrmte thermoplastische Folie wird dann an zinc Verformungsstelle mit einer, oder mehreren Formen und kamplmsntilren Patrizenstempeln vorgeschoben. An der Verformungsatoll* wird die thermoplastische Folie vorzugsweise an gegen-³berliegenden Seiten zwischen der Matrize und dem Patrizen~ otopl so Kentgeklemmt, dass sie die Formteile nicht ber³hrt, damit eine verfr³hte, ~rtliche Abk³hlung der Folie vermiche@ wJLrd, Nachdem die Folie festgeklemmt worden ist, worden die Matrize und der Patrizenstempel relativ in Richtung auf einander I t bewegt, damit bestimmte Flõchenbereiche der thermoplastischen Folie mechanisch in den Kohlraum der Matrize gezogen w Dann wird durch Lõcher, die sich ³blicherweise in der Nõhe des oberen Endes des Patrizenstempels befinden, ein Krõftiger Luftdruck eingeleitst, um die vorbestimmten, gezogenen Flõchen bereiche der Polio aufzuweiten und die an den inneren yang der Matrize zu drücken. Danach kann der so hergestellte Behõlter vom ³brigen Teil der thermoplastischen Folie entweder durch komplementär ausgebildete, am oberen und unteren Formteil angobraohte Schneidwerkzeuge, oder an einer gesonderten Bescheidungszone abgeschnitten werden. Die meisten in der Vergangenheit aufgetretenen Schwierigkeiten hatten ihren Grund d darin, dasa der vorgeformte Workstoff die Neigung hat, am Loden und den Seiten des Patrizenstempels festzuhaften und dadurch eine verfr³hte Ber³hrung mit dem inner en Umfang der Matrizenf@@@ herbeigeführt wird, was, wie in Fig. 8 dargestellt, zu ein~ Behõlter mit einer dicken Bodenwandung, dickwandigen oberen Behõlterabschnitten und unerw³nscht d³nnen Seitenwandungen f³hrt.
• Durch die verliegende Erfindung werden diese Mõngel beseitigt und, wie in Fig. 9 dargestollt, ein Behõlter mit gleichmõssiger Wandstõrke erzeugt.
• Wie aus tig. 1 ersichtlich, ist ein Bolzen, oder Befestigungselement 24 durch eine Unterlegscheibe 26 hindurchgefühlt und verbindet den Patrizenstempel 22 mit einer oberen Platte le, welche auoh ale K³hlplatte dient. Der Bolzen 24 ist weitexhim durch sinon Luftverteiler 28 hindurohgeführt, weloher ein herabhõngendes, kreisringf~rmiges Element 30 aufweist, welches von einer Aus drehung 32 in obiers Teil des Patiizenstnpels 22 auf genommen wird. In entgegengesetzter Richtung, wie das kreisringfönaige, nach unten weisende Sloment 3o erstreckt sich an dam Luftverteilet 28 sine Buchse 34, welche von einem Ringflansch 36 des oberen Formblockes 38 aufgenommen wird. Zwischen dom oberen Formblock 38 und der oberen Blatte lo befindet sich eine Luftzuf³hrungsplatte 40 mit einem Luftdurchlasskanal 42, der mit don Ausdrehungen, oder Kanõlen 44, 46 und 48 der Luftzuf³hrungsplatte 40 des oberen Formblockes 38 und des Luftverteilers 38 in Verbindung steht, so dass Luft odgl. durch die Oeffnungen 50 der Luftzuf³hrungsplatte abgesaugt werden kann.
• Des unteren Formteil 80 ist eine Matrize mit einem Hohlranm 82, dessen Abmessungen allgemein gr~sser sind, als die des Patrizenstempels. Das untere Formteil 84 sitzt auf der Lagerecheibe 84 der unteren platt An der unteren Wandung des Hohlraumes 82 befindet sich ein Auswerferkolben 86. Er dient nach Beendigung des Verformungsvorganges zum Auswerfen des fortigen Behõlters aus der Matrize. Ein aus den Inneren der Matrize herausführender Kanal 88 dient dazu, zwischen dem Zeilweise geformten Behõlter und dem Matrizenhohlraum befindliche Luft ausstr~men zu lassen, damit sich kein elastischer Gegendmck aurbauen kann.
• Gerade vor Beginn der Relativverschiebung des Patrizenstempels und der Matrize in Richtung aufeinander wird die thermoplastisch.
• Folia 12 von einem oberen und einem unteren, kreisringf~rmigen Klommring 14 bzw. 16, wie aus Fig. 1 ersichtlich auf dem Umfang, ausserhalb des Stempels und des Matrizenumfanges, festgeklemmt. br obere und der untere Klemmring 14 bzw. 16 sind in der Zeichnung nur schematisch dargestellt. Iine genaue Keichnung und Beschreibung findei, sich in der US-Patentschrift Nr. 2 962 758. Nachdem die Folie festgeklemmt worden ist, werden der Stempel und die Matrize, wie in Ivig. 2 durch Pfeile angedeutet, mit Hilfe irgend einer geeigneten Einrichtung in Richtun gaufeinander geschoben , dan it der Stempel 22 mit der thermoplastischen folie in Berührung gelangt und butait Bereiche 12'der Folie von dem übrigen Teil derselben nach unten zieht. Beim weiteren Vorschub der Formenteile in Riohtung aufeinander vergr~ssern sich die gezogenen Flõchenbereiche 12' i tue Pig. 3ersichtlich und ale e worden, wie aus Fig. 4 rtiohtlioh, in den Hohlraum der Matrize gedr³ckt.
• BB kurde gefunden, dass ein Schlupf des Workstoffes auf dem # Stempel und eine verfr³hte Ber³hrung des Workstoffes mit der Form bei der Vorverformung vermieden worden kann, wenn die vorgeeogenen Flõchenbereiche 12' der Folie in enge, formgetreue , unverwohiebbere Anlage am Stenp@l gebracht werden. Das wird vorzugsweise dadurch erreicht, dass in Gummibalg 60 vorgesehen wird, welcher an oberen Gesenkblock 4o befestigt igt und der sich in der veine nach unten erstrookt, dass or don obiers T des Stempels 22, wis aus tig. 1 ersichtlich, umgibt. wenn das obere Formteil nach unten gefahren wird und mit der thermoplastischen Folie in Ber³hrung gelangt, bewegt sich der Gummibalg, wie aus Fig. 2 ersichtlich, gegen don oberen kreisringfbxmigan Klemmring 14 und gelangt schlissslich, vie ax Fig. 3 ersichtlich, an diesem zur Anlage, um die oboro flache der vorbestimmteß, gezogenen ? lachenbereiohe 12'von der unteren flache derselben und da übrigen Teil der Polie abzudichten.
• Wenn die in dem vom Gummibalg umgebenen Bereich eingeaohlossene Luft abgesaugt wird, so dass ein Vakuum entsteht, dr³ckt der in Fig. 3 durch die Pfeile p veranschaulichte Atmosphärendrook die bestimmten gezogenen Bereiche 12'der Folie in enge, formgetreue Anlage an den Stenpel.
• Vorzugsweise wird die Luft aus diesem Bereich mit einer geeigneten Kinrichtung evakuiert, die an den Luftkanal 42 angeschlossen ist und welche die Luft durch die L~cher 50 der Luftzuf³hrungsplatte und dann durch die Kanõle 48, 46 und 44 und dam durch den Luftkanal 42 abzicht. Eine geeignete Schieber- oder Steuereinrichtung kann die gefangene Luft dam\nn absaugen, wenn der oummibalg den oberen kreisringf~rmigen Ring 14 ber³hrt.
• Vorzugsweise setzt das Absaugen der Luft jedoch schon ein, wenn der Stampel seinen Abwõrtshub beginnt, damit sichergestellt ist, dass die bestimmten gezogenen Flõchenbereiche 12' goura nachdem der Gummibalg 60 den oberen kreisringformigen Klemmring ber³hrt hat, anfangen sich der Form des Stempels anzuschmiegen und an diesem zur Anlage gelangen.
• Es Iß darauf hingewiesen, dass durch diese Massnahme nicht nur die vorbestimmten gezogenen Flõchenbereicht 12' in enge, formgetrue Anlage am Stempel 22 gebracht werden, sondern ausserdem der Bereich der Folie, welcher zwischen dem Stempel und den Klamringom gelegen ist, nach oban aus der Ebene der ! Polio ausgebaucht wird. Dieser Effekt ist am besten aus Fig. 3 ersichtlich. Dadurch verliert der Werkstoff die Tendenz an den Seiten des St empels zu schlüpfen. Dadurch, dass der zwisch æ den Klemmringen und dem Stempel gelegene Bereich der Folie nach oben von der olie weggedrückt wLrd, ist die Möglichkeit einer verfrühten Berührung der toli e mit der Matrize gänzlich ausgeschlossen.
• Es ist erw³nscht, dass die vorbestimmten gezogenen Flõchenbereiche 12' nur wõhrend der Vorverformung, d.h. wenn der Werkstaff mechanisch mit Qra Stenpel zusammenwirkt, in diesel Weise gehalten Werden, da es sich herausg estellt hat, dass tiefgezogene Behõlter am besten durch eine Kombination von mechnischem Ziehen und pneumatischer Druckverformung der zu dehnendenVolienbereichehergestelltwerdenkCnnen.Sobaldelso der Zichstempel die vorbestimmten gezogenen Flõchenbereiche 12' um einen erw³nschten Betrag in den Hohlraum 82 der matoise hereingezogen hat, wird das Vakuum aufgehoben und ein positiver Luftdruck durch den Luftkanal 42, die Durohläsße 44, 46 und 48 und die Oeffnungen 50 der Luftzuf³hrungsplatte eingel eitet, um die in dem Matrizenhohlraum befindlichen gezogenen Flõchenbereichs 12'aufzuweiten und in Anlage mit dem inneren Umfang der Matrize zu pressez, wodurch die erw³nsente Behõlterform hergestellt wird. Ein Vergleich der Fig. 4-5 zeigt den Umschlag vom Vakuum zum positiven Luftdruck im letzten Stadium des Verformungsgorganges.
• Nach einer bestimmten Zeitspanne, in welcher der Kunststoff sich in der Matrize bis zum gew³nschten Grade abgek³hlt hat, wird die Matrize, wie durch die Pf eile in Fig. 5 angedeutet, ein kleines St³ck nach oben vorgefahren, damit die komplementõren, kreisringf~rmigen Schneidringe 70 , 90 am oberen bzw. unteren Pormteil in Ueberlapplage gelangen und den fertigen Behõlter vom ³brigen Teil der Folie abtrennen. Dann werden der obere und der untere Fotntoll auseinander gefahren, worauf der Auswerfer 86 durch eine geeignete Einrichtung betätigt. wird, um den fertigen Behõlter aus der Matrize auszustossen. Der fertige Behõlter kann auch aus der Form ausgestossen werden, wenn er noch mit der Folie verbunden ist und dann an einer besonderen Beschneidungsstelle abgetrennt werden.
• Der in whig. 9 im Schnitt dargestellte, vollständig ausgeformte Behalter hat gleichmõssige Seitenwandstõrke und einen gleichmissigen, oberen Behõlterabschnitt. Bei der Durchf³hrung des beschriebenen Verfahrens mit Hilfe der beschriebenen Vorrichtung besteht jedoch immer noch die Möglichkeit, dass ein Behõlter mit einer verhõltnismõssig dicken Bodenwandung hergestellt wird, da der Werkstoff durch die enge, formgetreue Anlage der vorbestimmten gezogenen Flõchenbereiche 12' cm Patrizenstempel bei der Verfomung am Boden des Stempels festhaftet, was, wie beim schlecht ausgebildeten Behõlter nach Fig. 8 zu einem verhältnismassig dicken Behälterboden führt. Dieser Nach-teil kann durch die in dam whig. 6-7 oder lo-13 dargestellten Ausf³hrungsformen der Vorrichtung vermi den werden.
• Die Vorrichtung nach den tig. 6-7 entspricht weitgehend der Ausf³hrungsform nach den Fig. 1-5. Entsprechende Einzelheiten sind mit gleichen Bezugszeichen und dam Index a beziffert.
• Die Arbeitsweise der Vorrichtung nach den lpig. 6-7 entspricht weitgehend der vorherigen Ausf³hrungsform. Aus diesen Grunde sind nur die Arbeitsatufen dargMtellt, in denen das vacuum hergestellt und der positive Druck ausgeübt wird.
• Der Patrizenstempel 22 aderjLuafuhrnngsfoirnnachdenig.6-7 ist mit Hilfe aines Bolzens oder eines anderen, geeigneten Befestigungselementes 24 a, welches, wie vorbeschrieben, durch eine Unterlegscheibe 26 a hindurchgef³hrt ist, an der oberen Platte befestigt. Di durch den Stempel gehende Aussparung 25 ist bei dieser Ausf³hrungsform jedoch so vergr~ssert, dass sie t die gloiche Abmessung, wie der Fanal 48 a der Luftzuf³hrungsplatte 28 a hat. Ausaerdom ist die Unterlegscheibe 26 geschlitzt, so dass sie den Eintritt und Austritt von Luft durch don Kanal 25 gestattet. Ausaerdem ist eine geschlitzte Unt*rlegwoheibe 27 vorgesehen, mit deren Hilfe eine flexible Scheide 29 ganz nahe an der Unterflõche des Luftverteilers 28 a angeordnet ist. Die flexible Scheibe 29 ist so ausgef³hrt, dass aie die Oeffnungen 50 a des Luftverteilers wõhrend bestimmter Stadien des Verformungsvorganges bedeckt. Wenn ³ber den Luftkanal 42 a und die mit diesem in Verbindung stehenden Kanõle 44 a-48 a ein vakuum ausge³bt wird, wird die flexible Scheibe 29 von den Oeffnungan 5o a weggezogen, sobald der Stempel diw thermoplastische Folie ber³nhrt und den Luftzutritt vom Stempelboden blockiert. Wenn der Druck revertiert wird und positiver Luftdruck durch den Luftkanal 42 a der Luftzuführungsplatte 4o a eingeleitet wird, verschliesst die oummischeibe 29, wi<e aus Fig. 7 ersichtlich, die Oeffnungen 50 a, so dass der Lufttruck durch den Stenpelkanal 25 vanter die g*chlitat Unterlegscheibe 26 a und den Boden des Stempels gelangt.
• Wennm ein Stempel mit der in den Fig. 1-5 dargestellten Form toast wird, besteht inaer noch die Tendenz, dass ein Teil der vorbestimmten gezogenen Flõchenbereiche 12' der Folie am Boden des Stenpels anhaftet. Es kann jedoch ein parabelf~rmiger Stempel 20 a vorgeschen werden, wedurch die Bodenflõche des Stenpels weitgehendst verkleinert wird. Durch diese Mass@s@@@ und d die Tatsache, dass durch den Kanal 25 des Stempels Luft eingeleitetwird,ausseinemBodonbereLchausströmtunddie unteren Bereiche der vorbestimmten gezogenen flõchen 12' zuerst aufweitet und gegen den inneren Umfang der Matrize dr³ckt, wi gd dits Neigung des Werkstoffes am Boden des Stempels zu haften, wcitgehendst ausgeschaltet.
• In solchen Fõllen, bei denen die Wandstõrke der Behõlterseitenwendung von nicht so grosser Bedeutung ist, kann ein Gummiring 47 verwandet werden, dessen Lõnge etwas kleiner, als die des obors ? oacblockes 38 a ist, ao dans das Vakuum wirkungslos ist, bis der Gcomiring 47 don obier, n kreisringf~rmigen Kleumring 12 a ber³hrt. Dadurch wird die Neinung des Werkstoffes dem Bodenbereiah des Stempels anzuhaften verringert, jedoch die M~glichkeit des Werkstoffschlupfes an den Seiten des Stempels bedingt.
• Di e in den Fig. 10-13 dargestellte Ausf³hrungsform ist den vorherigen weitgehend ähnlich. Entsprechende Sinzolheitec sind mit gleichen Bezugszeichen und dem Index b beziffert. Der wesentliche Unterschied zwischen dieser und den vorherigen Ausf³hrungsformen besteht darin, dass der Stempel 22 b des oberen Formteiles ports ist. Dies kann entweder dadurch gosohobong dass in den Stempel L~cher gebohrt oder anderweitig geformt werden, oder dass der Stempel aus por~ser Sinterbronze hergestellt wird. Der Stempel 22 b lit an seinem oberen Ende vorzugsweise mit Gewinde versehen, so dass er sich in eine mit tnnengewinde verschene @chrung des oberen Formblockes 38 b einschrauben lõsst. Eine in Lõngsrichtung verlaufende Aussarong 25 b im Stempel steht mit der Bohrung des oberen Formblockes 38 b und dem Luftkanal 42 b der Luftzuf³hrungsplatte 4o b in Verbindung,sodassLufteingeleitetandabge<aaww))eeB kas.
• Beim in Fig. 11 dargestellten Abwõrtshub des Stapels 22 b wird Luft durch die Por~sen Oeffnungen des Stempels 22 b, die Aussparung 25 b und den Luftkanal 42 b abgecaugt, um ein vacuum in dsm teilweise aus gefonnten Behõlter herzustellen. Dann hõlt der durch die Pfeile P angedeutete Atmosphõrendruck die vorbestimmten gezogenen Flõchenbereiche des Werkstoffes in enger, formgetreuer Anlage am Stempel, wodurch die Reibungskraft zwischen don Stempel und der folie vercrBssortund.Vorkstoi'i*-achlupf verhütet wird. Die Neigung des es entlang des Stempels zu schlüpfen ist ausgeprägter, wenn die Spannung in der tolie ansteigt una das ist bei Vergrösserung der Zichtiefe der Pall. Die Verringerung des Schlupfes hat, wie vorerwõhnt, erw³nschte Auzwirkungen.
• In bestimmten Fõllen kann es w³nschenswert sein, einesn vorbestimmten Betrag an Schlupf in einem bestimmten Flõchenberiech der tolite beim mechanischen Zichen zu gestastten. Bei Verwendung eines por~zen Stempels kann das dadurch geschehen, dass bestimate Flõchenbereiche des Stempels in geeigneter Weise abgeschinnt werden. Bei einem Stempel aus Sinterbronze kann das Stempelende poliert werden, um die Foren zu schliessen, wodurch ein zewisser Schlupf der Folie beim mechanischen Zichen erm~glicht wird. Durch diese Massnahme wird die Ausbildung dickwandiger Bodenabschnitte deim Behõlter verhindert.
• In don tigE 12 und 13 ist die Relativbewegung des oberen zum unteren Formteil in der letzten Phase des Verformungsvorganges dargestallt. In Fig. 12 schmiegt sich der WarRstoff infolge des Druckunterschiedes der Luft noch der Form des Stenpels an.
• Benne der Sbompel seinen Vorhub beendet, wird der Luftstrom reserviert und positiver Luftdruck durch den por~sen Stempel (gegen den teilweise ausgeformten Behälter geleitet, wodurch dieser aufgeweitet und gegen die Innenwandung des unteren yonnteilos 80 b gedr³ckt wird. Darauf kann der Behälter durch die einander komplementõr ausgebildeten Schneidwerkzeuge 7o b und go b an der oberen und ulltsrg Formhõlfte, oder an einer besonderan Beschneidungsstelle vom ³brigen Teil der f abgetrennt worden.
• Es ist ersichtlich, dass der in den Fig. 10 - 13 dargestellte Stempel sich vom Boden an nach oben konisch erweitert. Die in Lõngsrichtung verlaufende Aussparung 25 b ist j edooh zylindrisch bzw. liegt in einer etwa vertikalen Ebene. Dadurch vergr~ssert sich der Luftdurchlassiderstand mit g r werdendem Stempeldurchmesser und man erhõlt ein gleichmõssigeres Druckgefõlle. Mit anderen Worten ist die gesamte Flõche des teilweise ausgeformten Behõlters infolge der eigent³mlichen Ausbildung der Ausparung und des konischen Aeussern des Stempels etwa dem gleichen Druck ausgesetzt.
• Aua des vorstehenden Ausf³hrungen wurde ersichtlich, dass sich durch das Verfahren und die Vorrichtung nach der Erfindung verhõltnismõssig- tief d³nnwandige Kunststoffbehõlter aus einer erwõrmten thermoplastischen Folie herstellen lassen, die sich dadurch auszeichnen, dass aie im Boden, in der Seitenwandtmg und im obiers Behõlterabschnitt eine gleichmõssige Werkstoffverteilung aufweisen. Die der Erfidnung zukommende Bedeutung wird bei einam Vergleich der in den tig. 8-9 im Schnitt dargestellten Behõlter ersichtlich. Bei Behõltern mit einem Fassungsvermögen von 908 cam wurden, wenn sie mit bekannten Verfahren und VorrichtungphorgeBtellt wurden, starie Wandstõrkenunterschiede, wie sie in Fig. 8 ³bertrieben dargestellt sind, beobachtet. Bei Behõltern mit einem Fassungsverm~gen von 908 ccm, die nach der Lehre der vorliegenden Erfindung hergestellt wurden, zeigte sich dagegen, dass die Werkstoffverteilung, wie in Fig. 9 dargoatellt, im gesamten Behalterbereichannehmbar ist.

Claims (20)

1. Patentanspruch a.

   -1. Verfahren zur Herstellung von Gegenstõnden etwa gleichmõssiger Wandstõrke aus einer zwischen einem Patrizenstapel und einer Matrize eingespannten, erwõrmten, thermoplastisohen Folie, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie mit dem Patrizenstempel in Berührung gebracht wird und dadurch vorbestimmt Flõchenbereiche derselben zur Bildung eines teiweise ausgeformten Gegenstandes in die Matrize gezogen werden, wobei der teilweise ausgeformte Gegenstand beim machanieohen Ziehvorgang in enger, formgetreuer Anlage am Patrizenstempel gehalten wird, worauf er zur Erzeugung der Fortigform des Gegenstandes aufgeweitet und gegen die Innenwandung der Matrize gedr³ckt wird.
2. 2. Verfahten nach Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dann die vorgewõnnte Folie auf gegen³berliegenden Seiten auf den Umfang ausserhalb und an dru pattizenetenpelunddonMttitexe Umfang herum festgeklemmt wird und die eingespannten Flõchenbereiche in die Matrize gezogen werden, wobei der teilweise ausgeformte Gegenstand beim mechanischen Zichvorgang in zger, fo@@@@tr@uer Anlage an zunindest einem erheblichen Bereich des Patrizenstempels gehalten wird.

   .
3. 3. Verfahren nach den Anspr³chen 1 bis 2, dadurch gekennz eichnet, dass ein in Abmessung und Form von der Matrize rize abweichender Patrizenstempel verwendet und ein Gegenstand mit viner Bodenwandung und einer sich von dieser nach oben arstreckanden saitenwandung hergestellt wird, wobei die Aufweitung und Andr³ckung an die Innenwandung der Matrize durch Aus³bung aines positivan Luftdruckes erfblßt, der durch einen llngs durch den Patrizenstempel f³hrenden Kanal in der Weise eingeleitet wird, dass zuerst der Boden und dann die Seitanwandung beaufschlagt wird.
4. 4. Verfahren nach den Pruche 1 bis 3, gekennzeichnet durch seine Anwendung zur Herstellung verhõltnismõssig tiefer, d³nnwandiger Behhlter, wobei das Andr³cken an die Matrizenwandung dadurch erfolgt, dass innerhalb des Behõlters ein Ueberdruck erzeugt wird.
5. 5. Verfahren nach den Anspr³chen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dans die age, formgetrese Anlage des te ise ausgeformten Behõlters am Stempel durch ein in denselben erzeugtes Vakuum bewirkt wird.
6. IV, 6. Verfahren nach den Anspr³chen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dams der Patrizenstempel und die Matrise zur mechanischen Vorformung und Dehnung eines speziellen Plõchenbereiches der erwõrmten thermoplastischen Folie relativ in Richtung aufeinander bewegt werden, der vorgewärmte e Flõchenbereich vom ³brigen Teil der Folie beim Aufbau des Vakuums wõhrend der Vorformung abgedichtet wird, der positive Luftdruck bei 13eei. digue der Vorfoimung aufgebaut wird und der Mohälter. nach der Fertigformung vom ³brigen Teil der thermoplastischen folie abgetrennt wird.
7. 7. Verfahren nach den Anspr³chen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass wõhrend der Vorformung ein äusserer Uoberdruck auf die vo rgez og enen Plächenb erei ch e und wäh rend der yertigfoimung ein innerer Ueberdruok auf dieselben ausgeübt wird.
8. 8. Verfahren nach den Anspr³chen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dams das Vakuum durch den Stempel orzeugt und dann augehoben wird, wenn patrizenstompel und Matrize ihre Bewegung in Richtung aufeinander beendet haben und das Abtrennen des BohZlters vom ³brigen Teil der polie erfolgt, w rs der Bohälter sioh noch in der Form befindet.
9. 9. Verfahren nach den Anspr³chen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, d das mechanische Ziehen vorbestimmter Flõchenbereiche der thermoplastischen Folie auf einen Bruchteil des Hubes des patrizenatempds und der Matrice in Dichtung aufeinander besehrinkt wird. lo.
10. Vorrichtung zur Ausf³hrung des Verfahrens nach den Anspr³chen 1 bi 9, gekennzeichnet durch eine Einrichtung f³r den Vorschub des Patritenziehstempel in Richtung auf die Folie, eipc ne den teilweise ausgeforten Gegenstand beim mechanischem Ziehvorgaug in enger, formgetreuer Anlage am Stempel haltende Einrichtung und eine den teilweise ausgeformten Gegenstand gegen die Innenwandung der Matrize aufweitende Einrichtung.
11. 11. Vorriohtung nul Anspzuch lo, dadurch gekennzeichnet, d"l eine beim mechanischen Ziehen õusseren Ueberdruck erzeugehen rinrichtung und eine beim Aufweiten inneren Ueberdruok im Behõlter erzeugende Einrichtung ovrgesehen sind.
12. 12. Vorrichtung nach den Anspr³chen 10- 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine etwa gleichzeitig mit don Vorschob des Patrizenstempels Luft aus und in der Umgebung des teilweise ausgeformten Behõlters absaugende und in denselben ein Vakuum erzengende Einrichtung und eine am Ende des Stempelvorschubes das Vakuum aufhebende und positive@ t. in den teilweise ausgeformten Behõlter einliai tende Einrichtung vorgesehen sind.
13. 13. Vorrichtung nach den Anspr³chen lobis 12, gekennzeichnet durch sine Matrice mit einem Hohlraum, oinnn der MatM gegen³berliegenden Patrizenziehstempel von vorbestimmte@ kleinerer Gr~sse, als der Matrizenhohlraum, wobei die matrice und der Patrizenziehstempel eine vorbestimmte, unterschiedliche Grosse und loi aufweisen und auf entgegengesetzten Seiten der erwõrmten polie aus theTmoplaati" < schem Werkstoff angeordnet sind, eine Einrichtung zur Betõtigung des Patrizenziehstempels zum Tiefziehen vorbestimmter Flõchenbereiche der thermoplastichen Folie in den Matrizenhohl ram und zur Erzeugung eines teilweise ausgeformten Behälters, eine Einrichtung zum Absaugen von Luft aue don teilweise ausgeformten Behõlter und dessen Umgebung, eine Einrichtung zum Abdichten der verbestimmten, gezogenen Flõchenbereiche von dem ³brigen Teil der Folie zur Erzeugung eines Vakuums in dem teilweise ausgeformten Behõlter und zur Bewirkung der Anschmiegung dieser Flõchenbereiche an die Form des Patrizenziehstampels, eine Einrichtung zur Aufhenbung des Vakuums am Ende des Stempelhubez und zur Einleitung eines positiven Luftdruckes im dl vorgezogenen Bereiche durch einen den Stempel in Lõngsriehtung durchdringenden Kanal zur Aufweitung derselben g den inneren Umfeng der Matrize und zur Schaffung der B"lt*rfbvn em und eine Einrichtung zum Abtrennen des so hergestellten Behõlters vom ³brigen Teil der Folie.
14. 14. Vorrichtung nach den Anspr³chen 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Stempel einen Luftverteiler (28) mit mehreren L~chern zum Absaugen der Luft trõgt.
15. 15. Vorrichtung nach den Anspr³chen 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein den Ziehstempel und die Matrize auf gegen³berliegenden Seiten der thermoplastischen Folie tragender Rahmen vorgesehen ist, an welchem Dichtungselanents in der Weise angebracht sind, dass sie einen oberen Bereich des Ziehstempels umgeben, wobei die Dichtungs elemente zusammen mit den Klemmelementen bei der Relativbewegung von Ziehatenpol und Matrize der Abdichtung der er gezogenen Flõchen vom ³brigen Teil der Folie dienen.
16. 16. Vorriohtung nach den Anspr³chen 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daßs die Dichtungs elemente von einem flexiblen, bei der Vorformung zwischen dem Rahmen und den Klemmelementen zusammendr³ckbaren Balg gebildet werden.
17. 17. Vorrichtung nach den Anspr³chen lo bis 16, dadurch gekwnnzeichnet, dass die Einrichtung zum Abtrennen des Behõlters von ³brigen Teil der Folie aus einander komplmentõr ausgebildeten, am Ziehstempel bzw. an der Matrize angebraohteh en besteht.
18. 18. Vorrichtung nach den Anspr³chen lo bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum der Matrize kegelstumpff~rmig und der der Matria gegen³berliegende Ziehstempel etwa parabelf~rmig und von vorbestimmter kleinerer Gr~sse, als der Matrizenhohlraum ist und einen in Längsrichtung rrlaufenden Kanal aufweist, wobei der Ziehstempel einen Luftvertoiler (28a) mit einer mit dam Ziehstempelkanal in Verbindung stehenden Aussparung mit mehreren Oeffnungen für den Lufteintritt aufweist und eir. e die Oeffntngen ncnnalerweiso verschliessende, am Luftverteiler bsf'estigte, sich beim Absangen der Luft durch die Oeffnungen des Luftvertailers verbiegende und dito Oeffnungen freigebende und sich bei positives Luftdruck den Oeffnungen anlegende und dadurch den Luftstrom durch den Lõngskanal des Stempels leitende, flexible Unterlegscheibe vorgesehen ist.
19. 19. Vorrichtung nach den Anspr³chen 10 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Ziehstempel por~s ist und einen in Lsngariohtung verlaufenden Kanal aufweist , wobei das AbsaugenundeinleitenvonLuftdurchdenporösan Stempel orfolgt.
20. 20. Vorrichtung nach den Anspr³chen 10 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Ziehstempel und der Ziehstempelkanal o geformt und angeordnet sind, dass der teilweise ausgeformte Behõlter etwa gleichmõssig druckbeaufschlagt wird.