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Doppelwandiger Kunststoffartikel, wie Behälter, Flachteile, Teller,
Schalen usw., sowie Verfahren und Vorrichtung zu seiner Herstellung Die Erfindung
bezieht sich auf doppeiwandige Kunststoffartikel, wie Behälter, Flachteile, Teller,
Schalen usw., bei welchen ein durch Thermoverformung gebildetes dünnwandiges Futter
unter Bildung eines zmindest an Teilen der Umfangewand angeordneten Luft-Zwischenraumes
in einen durob Thermoverformung gebildoten dünnwandigen Mantel eingesstzt und zumindest
am Umfangerand mit diesem fest verbunden ist. Die Erfindung beziebt sich ferner
auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung derartiger doppelwandiger
Kunststoffartikel.
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Es eind becherartige doppelwandige Kunststoffgefä#e bekannt,
bei
welchen ein durch Thermoverformung gebildetes dünnwandiges Futter in ainen durch
Thermoverformung gebildenten dünnwandigen Mantel eingezetzt und am oberen Rand mit
dem Mantal tanter Bildung eines Lippenrendes eingerollt ist, wäbrend das Futter
im unteren bereich in Inneren dea Mautels eingekl amt oder verrastet ist (deutsches
Gebrauchsbuster 1 zur 034).
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Zwischen beinden Befessigungestellen ist ein Duft-Zwische@ radm angeordnet,
der lurch axiale oder @mfärgliche Rippen im Putter oder Mantel oder in beiden Zellen
egen Zasammerdrücken geschützt ist, um eine wirksame Wärmeisolierung um Anfassen
eines mit heissen Inbalt gefüllten Gefässes zu bilden. Bei diesen bekannten doppelwandigea
Kunststoffgefässen mssen das Putter unc der Mantel in getrennten Arbeitegängen hergestellt
und in einem zusätzlichen Arbeitsgang miteinander versinigt und schlie#lich am Umfangsrand
fest miteinander verbunden werden. Diesen erforderliche Herstellungsgeng ist verhältnismä#ig
teuer..Darüberhinaus ist bei den bekannten doppeiwandigen Kunstatoffgefässen vorausgesetzt,
daß sowohl das Butter als auch 9er Mantel eine eiene verhältnismä#ig gute Formbeständigkeit
aufweisen, wozu beide Teile verhältnismä#ig tief ausgeformt und mit noch @erhältnismäs#ig
stabiler Wand ausgobildet sein müssen.
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En ist auch bereits vorgeichlagen worden, doppelwandige Kunststoffartikel,
insbeuondere doppelwandige Kunststoffbecher dadurch
zu bilden,
daß eine thermoplastische Folie zunächst auf einer Seite mit Vertiefungen geprägt
wird. Anschließend sollen dann diese Vertiefungen dadurch geschlosaen werden, daß
auf der geprägten Seite der Hauptfo ie ein @ dünne Wer schlu#folie fest aufgbracht.
beispielaveise aufgeschwei#t wird. Aus dieser Verbundfolie soll dann durch Thermovorformung
der jeweillige Kunststoffartikel gebildet werden (belgische Patentschbrift 597 838).
Aucb die@e Heretellangaweise für doppelwandize Kunststoffartikel Ast vaghültain@ä#ig
tauer und kann auch nur mit einer verhältniem@ Sig dicken Hauptfolie durchgeführt
weden, die sich mit den Vertiefungen prägen läßt.
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Demgegenüber liegt dem Erfindung die Ausgabe zugrunde, doppelwandige
Kunststoffartikel, beispielsweise Kunststoffbehälter, bzw. Kunststoffgefä#e, Flachteile,
wie Untersetzer, Untertassen usw., Teller, Schalen und ähnliche Artikel zu schaffen,
die sich besonders durch geringes Gewicht und trotzdem hohe Stabilität auszeichnen.
Die Artikel sollen besondere einfach und hillig bergestallt werden können. Sie sollen
trotz Ihrer besonders geringen Wandstärke eine gute Wärmoisolierung bieten um mit
heissem Inhalt (Hei#getränke, Suppen) oder kaltem Inhalt (Speissecis) gefüllte derartige
Kunststoffartikel bequem und sicher bandhaben zu können. Schließlich sollen die
Artikel
aucb für die verschiedensten Benutzungszwecke her gestellt werden können. Dabei
sollen insbesondere verhältnismäßig flache Aritel doppelwandig mit der gewünschten
Stabilität geschaffen werden1 Gemäß der Erfindung wird die gestellte Aufgabe dadurch
gelöst, daß das Futter und der Mantel innerbalb des Bereiches der, Luft-Zwischenraumes
an in vorherbectimmten gegenseitigen Abständen angeordneten Flächenteilen fest miteinander
verbunden sind. Diese feste Verbindung zwischen Futter und Mantel an vorherbestimmven
Flächenteilen innerhalb des Luft-Zwischenraumes bietet den Vorteil, daß sich Futter
und Mantel gegenseitig stabilisieren und es ermöglichen, da# doppelwandige Artikel
gemäß der Erfindung b.i etwa halbem Gewiobt etwa gleiche Stabilität wie ein vergleichbarer
Kunststoffartikel mit einfachen dünner Wand aufweisen. Die Erfindung bietet auch
den besonderen Vorteil, daß sich Putter und Mäntel aus verschiedenen thermoplastischen
Pollen kombinieren lassen, beispielsweise ans Folie verschiedener Farbgebung, verschiedener
Stärke, verschiedener Qualität oder aux verochiedenem Material. Die Kunststoffartikel
gemä# der Erfindung lassen sicb in besonders einfacher Weise berstellen. Da sie
ausserdem besonders geringes Gewicht aufweisen, sind sowohl ihre Materialkosten,
als auch die Herstellungskosten gering.
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Besonders zweckmäßig ist es im Rahmen der Erfindung, wenn das Futter
und der Mantel an den innerbalb des Bereiches des Luft-Zwischenraumes angeordneten
Verbindungsstellen miteinander verschweißt sind. Eine zuE3ätzllche Verbeaserung
und Verstärkung der Verbindungsetellen lä#t sich im Rahmen der Evfindung noch dadurch
erreichen, da# gumindest ein Teil der Schwei#stellen. @zw. Verbindungsstellem im
Bereich helbgestanzter, angeachnittener oder in anderer Weise gemeinzam aus der
Fläche ibrer Umgebung gedrückter Teile beider Wände angeordnet sind, Es ist auch
möglich, im Rahmen der Erfindung mindestens eines der beiden Elemente das Futter
oder dz Mantel an der dem anderen Elemente zugewandten Fläche iait einem Heißkleber
zu beschichten.
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Besonders vorteilhaft ist es im Rahmen der Erfindung, uenu das Futter
und der Mantel im Bereich des Luft-Zwischenraumes mit sich kreuzenden Rippen ausgebildet
und an den Kreuzungsstellen der Rippen miteinander feet verbunden, vorzugsweise
vorschweißt sind. Es ist aber auch möglich, das Futter und den Mantel mit ringförmigen
versetzten Stufen auszubilden, die in schmalen ringfürmigen Randstreifen aufeinanderliegen
und den Luft-Zwischenraum in ringförmige Bereiche unterteilen, woboi das Futter
und der Mantel diesesringförming Randstreifens
der Stufen fest tetuander
verbunden, vorzugsweise verscbweißt sind. In beiden Sägen bilden das Futter und
der Mantel eine uellpapjieähnliche Struktur besonders hoher Stabilität.
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Zur Erstellung der Kunststoffartikel gemä# der Erfindung eignet sich
insbeasendere ein neuartiges Verfahren, bei welchem zwei Folien unter Einschluss
eines Luftkissans zunächst am Umfangsrand des terzustellenden doppelwandigen Artikels
unter Belassung von Luftauslässen zwischen den Folien ringsum fest miteinander verbunden
werden und bei welchem dann die beiden Folien unter Verdrängen dea zwischen ihnen
vorbandenden Luftkissens mittels Stempeln in din gewünschte Form des Futters und
des Mantel verformt und gleichzeitig unter Belassen eines gewünschten Luft-Zwischenraumes
zusammengeführt und an den gewünschten Verbindungsstellen im Bereich des Luft-Zwischenraumes
zur Erzeugung einer Verbindung durch die Wirkung von Druck und Temperatur iest zusammengepresst
werden.
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Dae Verfahren gemä# der Erfindung bietet besondere Vorteile.
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Die beiden Folien werden in einem Arbeitsgang bis sum fertigen
Artikel
gleichzeitig verformt und miteinander fest verbunden.
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Ee könnan sehr dünne Folien im Verfahren gemö# der Erfindung verbeitet
werden, beispielsweise Folien von einer Stärke von 0,15 bis 0,20 mm. Zwei derartig
dünne Polien ergeben zusemmen noch nicht die Hälfte der soust für derartige Produkte
üblichen Folienstärke von etwa. 0,8 mm. Die Verarbeitung solch dünner Folien ermöglicht
ein achnelles Aufbeizen und Kühlen und damit auch eine sehr viel grössere Aussto#leiatung
als bioher. Gegeüber den bishen Ublioben Thermoverformungsverfahren ißt das Verfahren
genä# der Erfindung wesentlich vereinfacht und dadurch auch in seiner Durchführung
wesentlich verbilligt. Schlie#lich gestattet es das Verfahren gemä# der Erindung
ohne weiteres zwei völlig verschiedene Folien, insbennudere auch Folien verschiedener
technischer Eigenschaften gleichzeitig zu verarbeiten.
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Besonders zweckmä#ig ist en ikr' das Verfahren gem§S der Brfindung,
wenn der Zusammenpre#druck und die Temperatur der Folien sum Verschwei#en der Folien
auf deren Material abgestimmt sind. Auf diese Weise leasen sich besonders feate
Verbindungsstellen ohne die Notwerdigkeit eines beeondere Klebewaterials errsichen.
Es ist aber auch möglich, die Folien im Bereich der Verbindungsetellen Temeinsem
balbzustanzen, um
dadurch evtl. die Verbindungsstellen zu verbeesern,
wenn die durch Verschwei#en der Folien erzielbare Verbindungsfestigkeit nicht ausreichen
sollte. Eine weitere Möglichkeit zur Verbesserung der erbindungsfestigkeit, insbesondere
auch weun Folien verschiedener Art gleichzeitig verarbeitet werden besteht darin,
mindestens sine der Folien, vorzugsweise vor dem Erhitzen an der der anderen Folie
zugewandten Seite mit einem HeiBkleber zu beschichten. In allen Fällen ist ea ratsam,
die beiden Folien von den einander zugewandten Seiten her bis zur Verformbarkeit
zu erhitzen. Dadurch sind die Folien an den einander zugewandten Seiten an ein ich
unmittelbar an den Verformungsv-organg anschließendes gegenseitiges Verschwei#en
vorbereitet, während die mit den Werkzeugflächen in Berührung kommenden Seiten der
Polien verhältnismä#ig kühl und fest bleiben, so daß sich die Folien sicher und
glatt verarbeiten lassen.
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Im Rahmen des Verfahrene gesß der Erfindung können das Futter und
der Mantel bein resten gegenseitigen Verbinden, vorzugsweise Verschweißen am Unfangurand
dort gleichzeitig unter belassen von vorzugsweise bei den Luftauslässen liegenden
Verbindungsstegen gemeinzam aus den beiden Pollen ausgestanst werden.
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Zur Schaffung einer ur Durchführung des Verfahrens geeigneten Vorrichtung
kann von einer Verformungsvorrichtung mit einem mit Umfangsrahrien versehenen, zwei
gegeneinander wirkende Formatempel en@haltenden Formwerkzeug ausgegangen wer den.
Derartige Verformungsvorrichtungen sind grundsätzlich für dao Verformen einfacher
Folien d.h. zur Herstellung .i" wandiger Artikel bekannt (USA-Patentscl ri:6,t 2
230 189). G@-mä# der Erfindung soll jedoch das Form erkzeug enschlie#end an eine
zum gleichze@tigen Erhitzen vol zwei Folien aus bildete Heizstation ungeordnet sein,
dcr Umfangsrchmen zum Zusammenpressen und Zerschwei#en der beiden Folien ausgebildet
sein und in mindestens einer se@ner dabei zusammenwirkenden ringförmigen Stirnflächen
im wesentlichen radiale gerben aufweiben, uni es sollen die gegeneinander wirkenden
Formstempel mit versnbiedenen, dem Han-bel und dem Butter des herzustellenden Gegenstandes
entsp@echenden Formoberflächen ausgebildet seing wobei diese Formoberflächen Bereiche
zum festen Zusammendrücken von Futter und Mantel bei Ende des Formvorganges enthalten.
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Die Vorrichtung gemä# der Erfindung ist in ihrem Aufbau besonders
einfach, insbesondere benötigt die Vorrichtung kein Vakuum und keine Pre#luft für
den Verformungsvorgang. Die
Vorrichtung ermöglicht ferner eine
vereinfachte Maschinenausführung, insbesondere eine vereinfachte Maschinensteuerung
und geringe Energiekosten für den Betrieb.
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Bea@nders zweckmä#ig ist es für die Vorrkchtung gemäß der Er findung,
wenn sie Heizstationeinrichtungen zum Erhitzen beider Folien von den bein Formen
einander zugewandten Folienflächen her enthält. Beispiels@eise kann eine zweiseitig
wirkende Heizeinrichtung zwischen den Führungseinrichtungen für die beiden Folien
angeordnet sein. Es ist aber möglich, zwei getrennte Heizelnr$chtun3en für die Folien
und eine Umlenkeinrichtung für mindestens eine Folie vorzusehen. Im letzterenn Fall
bieten sich ggf. bessere Möglichkeiten Folien verschiedener Art oder Stärke mit
entsprechend verschiedenen Heizleistungen aufzubeizen.
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Falls ein Beschichten mindestans einer Folie mit Hefskleber gewünscht
ist, kann vor der Heisstation eine Einrichtung zum Beschichten mindestens einer
der Folie mit Heißkleber angeordnet sein. Es iat aber auch möglich, zwischen der
Heizstation und dem Formwerkzeug eine solche Einrichtung zum Beschichten mindestens
einer der Folien mit Heißkleber anzuordnon.
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Für die Herstellung von Kunststoffartikeln mit gerippter Wand ist
es zweckmä#ig die Formstempel mit zueinander quer verlaufenden Rippen auszubilden,
die in ihrer Höhe derart abgestimmt sind, daß nie bei geschlossener Form an ihren
Kreuzungestellen die beiden Folien unter Verschwei#en zusammen pressen. Für Artikel
mit abgestufter Wand können die Formstempel mit ringförmigen Abstufungen ausgbildet
sein, die derart gegeneinander versetzt sind, da# sie sich in schmalen rippenförmigen
Bereichen überlappen, wobei diese Stufen in ihrer Höhe derart abgestimmt sind, da#
sie bei geschlossener Form in den Überlappungsstreifen die beiden Folien unter Verschweißen
zusammenpressen. Zusätzlich können in beider Fällen die Rippen, bzw. die Stufen
@@ ihren Kreuzungsstellen bzw.
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Überlappungsstreifen mit Einrichtungen zum Halbstanzen der beiden
Folien ausgebildet sein.
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Besonders zweckmä#ig ist es, wenn der Umfangsrahmen am Aussenrand
seiner zusanmenwirkenden ringwörmigen Stirnflächen init Einrichtungen zam Eins tanzen
eine umfänglichen Perforu erdung in die Deiden Folien aufweist Die so vorperforierten
d.h. iu der Formvorrichtung bis auf einige kleine Trennstege aus den umgebenden
Folien ausge@chnittenen Produkte können dann in einer nachfolgenden Station einfach
horausgestossen werden,
Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung
werden im folgo enden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen ; Fig. 1 einen
Teller gemäß der Erfindung in Teildarstellung und teilweise aufgeschnitten in Draufsicht;
Fig. 2 einen Teilschnitt nach der Linie II-II der Fig. 1, Fig. 3 einen Teilschnitt
nach der Linie III-III der Fig. 1; lig. 4 den Abschnitt IV-IV der Fig. 1 in vergrösserter
Darstellung; Fig. 5 einen Schnitt entsprechend Fig. 2 in etwas abgewandelter Ausführung
der Erfindung; Fig. 6 den Abschnitt VI der Fig. 5 in vergrösserten Darstellung;
Fig. 7 einen Schnitt nach der Linie VII-VII der Fig. 5 in vergrösserter Darstellung;
lig. 8 eine der lig. 2 entsprechende Schnittdarstellung
eines Tellers
in einer weiteren abgewandelte Ausführung der Erfindung; Fig. 9 einen vergrösserten
Ausschnitt IX der Fig. 8 in weiterhin @bgewandelter Ausfübrung; Fig, 10 eine schemetische
Darstellung für eine Vorrinchtung zur Herstellung von Kunststoffartikeln gemäß der
Erfindung; Fig. 11 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Herstellung
von Kunststoffartikeln gemäß der Erfindung in etwas abgewandelter Ausführung; Fig.
12 einen axialen Schnitt durch ein Verformungswerkzeug einer Vorrichtung gemäß Fig.
11 oder 10; Fig. 13 eine vergrösserte Darstellung des Bereiches XIII der Fig. 12
bei geschlossenem Werkzeug; Fig, 14 eine vergrösserte Darstellung des Bereiches
XIV der Fig. 12 in etwas abgewandelter Ausführung, und
Fig. 15
eine vergrösserte Darstellung des Bereiches XTV der Fig. 12 in einer weiteren abgewandelten
Ausführung.
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Die Fig. 1 bis 9 und 12 zeigen sur Erläuterung des Erf1ndungsgedankens
nur das Beispiel eines doppelwandigen Tellers aus Kunststoff. Die Erfindung läßt
sich Jedoch auch für Jegliche andere einseitig offens, in Thermoverformungsverfahren
herstellbare doppelwandige Kunststoffartikel, wie Tassen, Untertassen, Schalen,
Verpackungsbehälter und dgl. mebr anwenden.
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In dargestellten Beispiel weist der Teller ein Tellerfutter t und
einen Tellermantel 2 auf. Das Futter 1 und der Mantel 2 sind mit einem Boden ja,
bzw. 2a und einer Umfangswand Ib bzw. 2b ausgebildet. Der Futterboden 1a und der
Mantelboden 2a sind im wesentlichen flach, d.h. eben oder mit nach oben gerichteter
geringer Wölbung ausgebildet. Beide Bodenteile ia und 2a sind an der, eioh gegenüberliegenden
Flächen fest miteinander verbundezi, beispielsweise durch festes Zusammenpressen
in heissem Zustand miteinander verschweißt.
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Anstelle der im wesehtlichen ebenen oder gewölbten Ausbildung können
der Futterboden la und bzw. oder der Mantelboden 2a in der aus DAS 1 246 217 bekaunten
Weise genarbt ausgebildet sein. In solchem Fall ergibt sich dann eine grosse Anzahl
im wesertlichen punktförmiger Verbindungs- vorsugsweise Verschwei#ungsstellen zwischen
dem Futterboden 1a und dem Mantelboden 2a.
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Der ellerboden 1a, bzw. 2a ist mit einem ringsumlaufenden Begrenzungs-
und Beiestigungsstreifen 3 umgeben, der wie die Fig. 2 und 5 zeigen dadurch gebildet
ist, daß das Futter 1 und der Mantel 2 gerteinsam nach unten gedrückt und balbgestanzt
sind. Durch tas Halbstanzen im heissen Zustand der das Futter 1 und derl Mantel
bildenden Folien ergibt eich Insbesondere am Boden dieses balbgestanzten Streifens
3 und an den seitlichen Rändern dieees Streifens 7 eine innige Schweißverbindung
zwischen dem Futter 1 und dem Mantel 2.
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In den Beispielen der Fig. 1 bis 7 ist die Umfangswand 1b des Futters
l mit such im wesentlichen radial erstreckenden Rippen 4 ausgebildet (die sich bei
tiefer gezogenen Gegenständen wie Verpackangsbehältern, Schüsseln und dgl. dann
im
wesentlichen axial erstrecken. In dem Umfangewandteil 2b des Mantels 2 sind in Umfangsrichtung
ringsumverlaufende Rippen 5 geformt. Die lippen 5 und 4 sin im dargestellten Beispiel
wellenartig mit etwa trapezartigem Wellenquerschnitt auagebildet. Dtese Rippen 4
und 5 kreuzen sich im wesentlichen rechtwinklig. An den Kreuzungsstellen der Wcllentäler
4 a und 5. w sind die Umfangswand 1 b des Futters 1 und die Umfangswand 2 b des
Mantels 2 durch festes Zusammenpressen in heissem Zustand miteiander verschwei#t.
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Die Schwei#stellen 6 liegen, wie Fig. 4 zeigt in regelmässiger Anordnung
in @orherbestimmten Abständen voneinauder. Sie geben dadurch der Umfangwand 1 b,
2 b des Artikele besondere Stabilität. Andererseits liegeit die Schwei#stellen 6
am Grund der wellenartigen Rippen 4 und 5, Bo daß im Bereich der wellenartigen Rippen
4 und 5 ein Luft-Zwischenraum 7 erhalte bleibt, der eine gute Wärmeisolierung gewährleistet.
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Am Aussenrand 8 sind wie die Fig. 2 und 5 ; teige du Fatter 1 und
der Mantel 2 ringeum miteinander verschweißt (abgesehen von evtol. vorhandenen sum
Luft-Zwischenraum 7 fübrenden engen Entlüftungaöffnungen).
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Die Schwei#stellen 6 sind normalerweisa für die an ei ; stellenden
praktischen Erfordernisse aunredchend fest. @@ ist aber auch möglich, diese Schwei#stoller
6 noch dadurch zu verbessern, da# mändestens eine der Folian, aus denen Futter 1
und der Mannel 2 gebildet werden, vor dem Versawbeiten an der der anderen Folie
gegenül erliegenden Seito mit einem Heißkleber beschichtet wird. Eine andere Müglichkeit
zur Varstärkung der Schwei#verbindung ist in den Fig.
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5 und 7 gezeigt, Hiewnach sind vorzugsweise au allen Schwei#-stellen
6 Halbstanz-Runkte 9 angebracht. Diese Halbstanz-Punkte 9 sind wie Fig. 7 zeigen,
kleing vorzugsweise kreisförmige Stellen, an welchen die Wand des Futters 1 und
wie Wand des Mantels 2 mit acharfen Kanten aus ihrer Fläche herausgedrückt sind,
ähhlich wie bei eines, nur halb durcbgeführten Stanzvorgang. Diese halbgestansten
Bereiche 9 bieten an ihrem Umfangsberetch 9a und an ihren Bodenbereich b einen besondera
hohen Verbindungsdruck für die Wand des Futters 1 nilt der Wand des Mantels 2, so
da# dert eine besondews sichere und feste Schwi#stell@ entstcht. Diese zusätzlichen
Verbindungspunkte 9 sind so dit prinzipiell gleicher Art wie der eingedrückte Eandstreifen
3 nach Fig. 6.
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Da für @wche #weren die sich radial oder axial erstreckenden Rippen
4, 4a in der Wand des Futters 1 nachteilig
sein können, besteht
die Möglichkeit auch eine umgekehrte Anordnung su benutzen, d,b. in dem Futter 1
umfänglich verlaufende Rippen und im Mantel 2 sich radial bzw. axial erstreckende
Rippen vorzusehen. Eine weitere Möglichkeit ist in den Fig. 8 und. 9 gezeigt. Dort
ist da Futter 1 an seiner Umfangswand 1b nit eingeformten wellenförmigen Stufen
14 ausgebildet, die im dargestellten Beispiel durch sich im wesentlichen axial erstreckende
ringförmige Vandungsteile 14a und eich im wesentlichen radial erstreckenden Schultern
14b gebildet sind. frn entsprechender Weise ist auch die Umfangswand 2b des Mantels
2 mit Stufen 15 ausgebildet, die aus sich im wesentlichen axial erstreckenden ringfrriigen
Umfangswandtel-Ion 15a und sich im wesentlichen radial erstreckende Schultern 15b
gebildet sind. Die Schutern 14b des futters 1 und die Schultern 15b des Mantels
2 überlappen sich in einen verhältnismä#ig schmalen ringsumlaufenden Streifen 16.
Im Bereich dieses Streifens 16 sind jeweils eine Schulter 14b des Futters und eine
Schulter 15b des Mantels durch festes Zusammendrükken in heissem Zustand miteinander
verschwei#t. Wenn erwünscht kann die Verbindung innerhalb des streifenförmigen Bereiche
16 noch dadurch verbessert werden, daß mindsstena eine der beiden Folien vor des
Vera-beiten mit eines Hei#kleber beschichtet wird. Eine andere Möglichkeit bestcht
darin. innerhalb des streifenförmigen Bereiches 16 balbgestanste Stelles einzudrücken.
Eine solche balbgestanste Stelle ist beispielsweiee
in Fig. 9
gezeigt. Der grundsätzliche Aufbau dieser halbestanzten Stelle 9 ist der gleiche,
wie 1m Beispiol er Fig. 7, so da# auch im Bereich der Fig. 9 an den Umfangsber reichen
9a und den Bodenbereichen 9b eine wesentliche bessere, d.h. sicherere und festere
Verschwei#ung erfolgt. Wie Fig. 9 zeigt, kann der halbgeetanzte Bereiche 9 so breit
auagetildet sin, da# er praktisch die gessmte $B@eite des Überlap pungestreifeus
16 einnimmt.
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Zur Herstellung von Kunststoffgegenständen mit dem oben be@ schriebenen
besonderen Aufbau in billige. einfacher und schneller Weiee bietet die Erfindung
ein Verfahren, das im folgenden kurz anhand der Fig 10 bis 15 erläutert werden soll.
Bei dem Verfahren gemä# der Erfindung werden zwei Folien 21 und 22 aus thermoplastischem
Kunststoff unter Einschlu# eines Luftkissens 23 zunächst am Umfangswand S des herzustellenden
doppelwandigen Artikels unter Belassung von Luft-Auslässen zwischen den Eolien 21
und 22 fest miteinander verbunde. vorzugsweise miteinander verschwei#t. Sodann werden
die beiden Folien 21 und 22 untsr Verdrängen des zwischen Ihnen vorhandenen Luftkissens
23 zittels Stempelo 24 und 25 in die ges wünschte Form des Futters 1 und des Mantels
2 verformt und gleichzeitig L unter Belassen eines gewünschten Luft-Zwischenraumes
7 zasammengefübrt und an den gewüischten Verbindungsstellen
6
im Bereich des Luft-Zwischeuraumes 7 zur Erzeugung einer Verbindung durch aie Wlrkung
von Druck und Temperatur fest zusammengepresst. Der Zusammenpressdruck und die dabei
an den Folien 21 und 22 herrschende Temperatur sollten zum Verschweißen der Folien
auf deren Material abgestirunt sein.
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Es Ist aber auch möglich, die Folien im Bereich der Verbindungsstellen
noch zusätzlich gemeinsam halbzustanzen, also aus ihrer Fläche drücken wie dies
die Fig, 6, 7 und 9 besondere deutlich zeigen. Wie aus den Fig. 10 und 11 ersichtlich
bietet sich bei dem Vorfabren gemäß der Erfindung auch uoch die Möglichkeit mindertens
ein der Folien, vorzugsweise vor dem Erhitzen oder auch zwischen dem Erhitzen und
dem Einführen in die Verformungsstation au der der anderen Polie zugewandten Seite
mit einem Hei#kleber zu beseblebten. das Erhitzen der beiden Folien 21 und 22 biB
zu deren Verformbarkeit sollte vonzugsweise von den einander zugewandten Seiten
der Folien her erfolgen, damit diese später stellenweise miteinander zu verschwei#enden
Folienseiten besonders stark erbitzt und erweicht sind.
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Während oder sofort nlch dem eigentlichen Verformungsvorgang kann
der Gegenstand al aeinem Unfangsrand unter Belassen von
vorzugaweise
bei den Luftauslässen liegenden Verbindung gen aus den beiden Folien ausgestanzt
werden Der 50 vorperforierte Umfangerand ermöglicht es, den Gegenstand dann elnfach
aus der doppelten Folienbahn auszustossen.
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Die Fig. 10 bis 15 zeigen eine im Rahmen der Erfindung bevorzugt zu
benutzends Vorrichtung.
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Diese Vorrichtung entht:lt ein Verformungswerkzeug 20 inner halb dessen
die beiden Folien 21 und 22 glaichzeitig ver formt werden.
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Nach Fig. 10 ist vor dem Formwarkzaug 20 eine Hei#station @@ für die
belden Folien 21 und 22 angeordnst, die eine -Reibe von nach zwei Seiten (im dargestellten
Beispiel nach sben und unten) wirkenden Infra-RotStrablern 31 als Hsigeinrichtung
enthält, 2 beiden Seisen dieser Reihe von Infra-Rot-Strablern 31 sind Führungseinrich@ungen
32 angeovdnet, an walchen die eine Folie 21 oberhalb und die andere Folie unterhalb
der Infra-Rot-Strshlern 31 in gleicher schrit weise Bewegung zum Verformungwerkzeug
20 vorbeigeführt wevden. zur Sicherbeitsgründen sind die Anfra-Rot-Strabler 31 ait
ainem die Strablungebeheizung nicht hindernden Gitterwerk 33 umgeben,
mit
welchem etwa abrei#ende oder flatternde Folien aufgefangen und vor Berührung mit
den Infra-Rot-Strahlern 31 geschützt werden. Im Bereich vor den Infra-Rot-Strahlern
31 ist in den Fübrungseinrichtungen 32 eine Besprühungseinrichtung 34 eingestzt,
mit der im dargestellten Beispiel die untere Folie 22 an der der Folie 21 sugewandten
Seite mit Heißkleber besprüht werden kann. Die Besprühungseinrichtung 34 könnte
Jedoch ebensogut auch sum Besprühen der oberen Polio 21 oder zum Besprühen beider
Folien 21 und 22 eingerichtet sein.
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Zwischen der Reihe von Infra-Rot-Strahlern 31 und dem Verformungswerkzeug
20 werdbn die beiden Folien 21 und 22 in den Führungseinrichtungen 32 zusammengeführt.
Im Flächenbereich ausserhalb der Fübrungesinrichtungen 32 wird aber er Abstand zwischen
den beiden Folien 21 und 22 dadurch im wesentlichen aufrechterhalten, daß von der
Seite her mittels Düsen 55 Luft, insbesendere heisse Luft zwischen die Sollen geblasen
wird, Auf diese Weise wird ausserdem erreicht* daß da für den Verformjungsvorgang
gewünschte Luftkissen zwischen den Folien 25 und 22 beim Einführen dieser Folien
in di Verformungstation mii. Sicberheit besteht.
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Im Beispiel der Fig. 11 ist die Heizstation 30a etwas abgewandelt,
ilm
geeignete Betrichsbedingungen einstellen zu können, wenn die beiden Folien 21 und
22 sich neben ihren Verarbeitungsbedingungen wesentlich unterscheiden, beispielsweise
weil sie aus verschiedenem Material bestehen. Im Beispiel der Fig. ii eei angenommen,
daß die von unten kommende Polie 22 höhere Verarbeitungstemperatur und höheren Wärmebedarf
zum Aufheizen bendtigt, als die von oben kommende Folien 21, Deshalb ist für Jede
der Folien 21 und 22 eine getrennts, f eine Fläche Jeder Folien einwirkende Hoizeiucichtung
31L und 31b vorgesehen, wobei die für die Folie 22 vorgesehene Heizeinrichtung 31b
stärker ausgelegt sein kann. Nach de Verlassen des Arbeitsbereichas der Heizeinrichtungen
31 gelangen die Folien 21 and 22 in den Wirkungsbereich einer Besprühvorricbtung
24a, die im dargestellten Beispiel Düsen zum gleichzeitigen Besprühen beider Folien
mit Hei#kleber trägt. Diese Sprüheinrichtung 34a ist während der laufes der Folien
21 und 22 eingeschaltet und während der Stand zeiten der Folien 21 und 22 ausgeschaltet.
Nach dem Verlassen des Arbeitsbereich es der Besprühvorrichtung 34a laufen die Folien
21 und 22 Jeweils Uber eine Umlenkrolle 36a und 36b, so daß sie mit dea vorher zu
; Aufbeizen angestahlten und ggf. anschlend mit Hei#kleber besprühten flächen einander
gegenüberliegen. Zwischen len Umlenkrollen 36a, 36b und dei Verformungswerkzeig
20 i3t eine Aufblasstation 37 mit von der Seite her kommenden Diesen 35 für Hei#luft
angeordnet. Durch
die Aufblasstation 37 wird sichergestellt, daß
die beiden Folien 21 und 22 beim Einführen in die Verformungestation 20 das für
das Verformungzerfahren gemä# der Erfindung erforderlicbe Luftkissen 23 sh. Fig.
12) zwischen sich einschliessen. Die gemeineame Länge der Aufblasstation 37 und
des Wirkungsbereiches der Sprüheinrichtung 34 kann der Länge eines Arbeitsschrittes,
also einer Länge der Verformungsstation entsprechen.
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Wie Fig. 12 zeigt, enthalt das Verformungswerkzeug einen Umfangsrahmen
26, 27 interhelb dessen die beiden gegenein ander wirkenden Formsteepel 24 und 25
geführt sind. Der obere Teil 26 des Umfangsrachmen@ und der untere Teil 27 des Umfangsrahmens
sind axial zueinander bewegbar und können so von oben bzw. von unten gegen die beiden
Folien 21 und 22 und das von ihnen eingeschlossene Luftkissen 23 vorgeschoben werden3
bis sie die beiden Folien 21 und 22 fest zuezmmenpressen und dadurch das Luftkissen
23 nach allen Seiten bin im wesentlichen verschliassen Diese Stellung des Veriormungswerkzeuges
20 ist in Fig. 12 gezeigt. In einem oder beiden Teilen, vorzugsweise dem unteren
Teil 27 des Umfangsrahmens sind im wesentlichen radiale Kerben 28 angebracht.
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Unter dem von den Stirnflächen der Teile 26 und 27 des Umfangrahmans
ausgeübten Druck werden die beJden Folien 21 und 22 ringsum so fest zusammengepresst,
daB sie sicher und
feot miteinander verschwei#en. Im Bereich der
Farben 28 jodoch unterbleibt diese feste Verbindung der Folien 21 und 22. Es bilden
sich dort Luftausströmöffnungen zwischen den Folien 21 und 22, derea Grösse durch
die Grösse der Kerben 28 bastimmt ist. Beim Zusammenföhren der beiden Formstempel
24 und 25 wird zunächst dae Luftkissen 23 zusammengedrückt.
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Die durch die Luftausla#öffnungen an den gerben 28 ent weicbende Luft
ist aber im Verhältnis zu den verhältnismä#ig schnellen Zusammendrücken des Luftkissen@
nur gering, BO daß eine starke Druckeröhang im Luftkissen 23 eintritt, die geeignet
ist, die Folie 2t in die für dan Ausbilden von Rippen 4 (wie Fig. 1) usw. vorgesehenen
Formhohlräume 29a des Formotempels 24 einzupressen. Ebenso wird unter der Wirkung
des erhöhten Druckes im Luftkissen 29 die Folie 22 iu die für die Bildung von Rippen
5 (sh. Fig. t) uaw. vorgeschenen Formhohlräums 29b eingepresst.
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Beim vollständigen Zusammenführen und Zunammanpressen der beiden Formetempel
24 und 25 werden dann die beiden Folien 21 und 22 an den sich gegenüberliegenden
Seiten im Bereich der vorstebenden Formteile, insbesondere am Boden des berzustellenden
Werkstückes und den Krausungsstellen der Rippen fest zusammengepresst. Da die beiden
Folien 21 und 22 von
den sich gegenüberliegenden Flächen noch verhältnismäßig
heiß sind, insbesondere auch da sie von diesen Seiten ersitzt worden sind, verschweißen
die beiden Folien an den zusammengepressten Stellen.
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Fig. 19 zeigt eine ergänzende Einrichtung an den vor-stchenden Teilen
der Formstempel 24 und 25. Hiernach trägt dar Formetempel 24 an den Kreuzungsstellen
seiner rippenartig zwischen den Vertiefungen 29a vorstehenden Teilen 29c mit den
entsprechenden vorstehenden Rippen 29d des Formstempels 25 einen zusätzlichen Halbstanzvorsprung
29e, der beispielsweise kreisförmigen Querschnitt haben kann und eine verhältnismä#it
scharfe Umfangskante 29f aufweist. Die entsprechende vorstehende Rippe 29d des Pormst.pels
25 weist gegenüber dem Halbstanzvorsprung 29. eine entsprechende Halbstansaufnahme
29g mit verhältnismä#ig scharfer Umfangskante 29b auf.
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Wie Fig. 13 zeigt, werden im Bereich dieser Halbstanseinrichtungen
29e bis 29 b die Polien 21 und 22 aus ihrer Fläche gepresst und an den Bechen der
scharfen Umfangskanten 29f und 29b teilweise abgequetscht. Auf diese Weise entsteht
im Bereich der Halbstanzeinrichtungen 29e bis 29b eine besonders wirkaame Schweißverbindung
zwischen den beiden Pollen 21 und 22.
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Die Fig. 12 und 13 seigen die Ausbildung der Formflächen der Stempel
24 und 25 für die Herstellung von Tellern nach Fig.
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1 bzw Tellern nach Pig, 5. Für die Herllung von Tellern nacb Pig.
8 und 9 kann die Verformungsvorrichtung en gleichen Aufbau mit dem Umfangszuhmen
26, 27 und den Formstempeln 24, 25 aufweisen, mit dem einzigen Unterschied, da#
dl Formvertiefungen 29, und 29b und die dazwischen vorstchenden oE-sprünge 29c und
29d der abgestuften Form des Fut@ers 1 und des Mantels 2 des Artikels anzupaesen
sind. Im gisichen Sinne sind such wenn arwünscht Halbstanzeinrichtungen der oben
beschriebenen Art an den sich überlappendea Beralchen der rippenartigen stuten anzubringen.
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Soll das Werkstück wie in Fig. 1 und Fig, 5 angedeubet mit einen ringsumlaufenden,
den Boden umgebenden, balbgestanzten Stellrand ausgebildet werden, dann ist an den
Formflächen der Stewpel 24 und 25 eine entsprechende ringeumlaufeude Halbstanzeinrichtung
anzubringen, die im grundsätzlichen Aufbau derjenigen nach Fig. 13 entspricht, aber
entaprechend ringförmig die den Boden formenden Teile der Stempel 24 cd 25 umgebend
aumgebildet ist, Da be dem in Fig. 1 gezeigten Werkzeug der Umfangarahman 26, 27
den eigentlichen Verformungwsvorgang wirksam nach aussen
abschirmt
und vor allem auch der Umfangsrahmen 26, 27 und die Formstempel 24, 25 auf verhältnismä#ig
niedriger Temperatur gehalten werden können, bietet sich die Möglichkeit den Artikel
ausserhalb des Umfangsrahmens sofort beim Verformungsvorgang aus den Folien 21 und
2r2 auszustansen oder zumindest so weitgehend aus den Folien 21 und 22 su perforieren,
daß er bei einem anschließenden Arbeitogang leicht aus den Folien ausgestossen werden
kann.
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Pig. 14 zeigt eine am Umfangsrahmen 27, 26 angebrachte Einricbtung
zum Perforieren der folien 21 und 22 am Umfangsrand des ZU erzeugenden Artikels.
Diese Einrichtung besteht lediglich aus einer am oben Teil 26 des Umfangsrahmens
angebrachten, nach unten vorstchenden Measerlippe 26 a und einer an der oberen äusseren
Umfangskante des unteren Rabmenteiles 27 angebrachten Messerkante 27 A. Die Messerlippe
26 a und die Messerkante 27 a sind im Bereich der Kerben 28 unterbrochen. Beim Schliessen
des Umfangsrahmens 26, 27 werden dauer die Folien 21 und 22 entlang der Messerkante
27 a perforiert, während im Bereich der Kerben t und der durch die zwischen den
Folien 21 und 22 erzeugenden Luftausla#öffnungen Verbindungestege zwischen dem geformten
Artikel und den ihn umgebenden Folien 21 und 22 stehen blei. ben. Dir Stege können
aber nach dem Entformen durch einfaches
Ausstessen des Artikels
aus den Folienbahnen 21 und 22 durchbrochen werden.
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Fig. 15 zeigt eine etwas abgewandelte Ausstanzeinrichtung.
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Hiernach ist auf der @ussenseite des oberen @@iles 26 des Umfangsrahmens
ein ringsumlaufendes Stanzmesser 26 b geführt, während der unsere Teil 27 des Unfangsrehmens
wiederum mit einer Schneidkante 27 a ausgebildet ist. Im Beispiel der 2ig. 15 int
der obere Teil 26 des Unfangsrehmens mit geringerem Aussendurchmesser als der untere
Zeil 27 ausgbildet und das Ringmesser 26 b mit einer uateren Schulter 26 c verschen.
Die Länge des Ringmessers ist abgestimmt, da# es In @einer vorgeschobenen Stellung
bs über die im unteren Teil 27 des Umfangsrahmens angebrachten Kerben 28 hinausragt.
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Das Ringmesser 26 b wird in diesem Beispiel nach dem volltändigen
Zusammenführen und Zusammenprossen der Formstempel 24 und 25 nach unten vorgeschoben.
so daß es mit einer Schneide den geformten Artikel ringsum aus dan Folien 21 und
22 schueidet. Mit seiner Schulter 26 c prsavt das Ringmesser 26 b den äussersten
Umfangsrand des Artikels noch etwas stärker zuä@mmen, so da# die sn den Kerben 28
erzeugten Luftasnlu#öffnungen nach nachträglich beim Ausstanzen den Artikals an
Assen Kassersten Umfangsrand geschlonsen werden.
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Alle in der Beschreibung, den Patentansprüchen und der Zeichnung wiedergegebenen
Merkmale des Anmeldungsgegenstandes können für sich allein oder in jeder denkbaren
Kombination von wesentlicher Bedeatung für die Erfindung sein.
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Patentansprüches.