DE1963609U - Einrichtung zum tiefziehen von hohlkoerpern aus thermoplastischem kunststoff. - Google Patents

Description

MO O 6 581 .-23 3.67

DIPL-INQ. DIETER JANDER DR.-INQ. MANFRED BDNINQ

PATENTANWÄLTE

1 BERLI N 33 (DAHLEM)

HÜTTENWEG 15

Telefon: 76 13 03

Telegramme: Consideration Berlin

459/10215 DE 23. März 1967

Amts-Zeichen: H 4-8 3>?6/39a Gbm

Name d. Anm.: HOFi¹GO S.A., Genf (Schweiz)

Neue Beschreibung

"Einrichtung zur thermischen Formgebung "von Hohlkörpern "

Die Neuerung "betrifft eine Einrichtung; zur thermischen Formgebung τοη Hohlkörpern, insbesondere Behältern, aus plastischem Material, welche zumindest einen mit einer Form unter der Wirkung einer Antriebsvorrichtung zusammenarbeitenden Stempel und eine Vorrichtung zur Injektion eines gasförmigen Fluidums aufweist, mit welcher das mit Hilfe des Stempels geformte plastische Material gegen die Wände der Form preßbar ist, um dem Behälter seine endgültige Form zu verleihen»

Der Neuerung liegt die Aufgäbe zugrunde, eine Einrichtung der vorstehenden Art weiter zu entwickeln, daß sie eine

Postscheckkonto Berlin-West 1743 84 Berliner Bank AS, Depositenkasse 1

PIPL.-INQ. DIETER JANPER DR.-INQ. MANFREP BONINQ PATENTANWÄLTE

besonders WirtschaftIiehe -und sichere Herstellung von Hohlkörpern der in Rede stehenden Art gestattet. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Form, mit einer Vorrichtung zur Formung eines Behälters mit Blind"boden versehen ist, welche einen im Innern der Form axial verschiebbaren Eoüben und eine pneumatische Vorrichtung zu seiner Betätigung aufweist, und daß der Kolben eine axiale Kolbenstange hat, welche ohne Spiel in einem festen Teil gleitet, der mit einem Formträgerblock fest verbunden ist und eine frei in einem kreisförmigen Ringraum, gleitende Schürze aufweist, wobei dieser Ringraum in einem beweglichen TeIl₅ der mit der Form fest verbunden ist, angebracht ist ο

In der beigefügten Zeichnung ist schematisch und beispielhaft eine Einrichtung zur thermischen Formgebung nach der Neuerung dargestellt.,

Figo 1 ist ein Schema,, welches die elektromechanischpneumatischen Hauptverbindungen zeigt, welche zwischen den verschiedenen Teilen dieser Einrichtung bestehen; - /

Fig« 2 zeigt einen axialen Schnitt durch die Form im Augenblick, in dem die, Formgebung des Behälters stattfindet, jedoch vor der Formung des Behälterbodens;

Fig.. 3 zeigt ebenfalls einen Schnitt durch die Form wahrend der Formung des Behälterbodens j

Figo 4 zeigt noch im axialen Schnitt die Form beim Auswurf des fertigen Behälters aus der Form, wobei der : Stempel bereits zuvor zurückgezogen wurde.

DIPL.-INQ. DIETER JANPER DR.-INQ. MANFRED BONINQ

PATENTANWÄLTE

Die gezeigte Einrichtung zur thermischen Formgebung umfaßt eine Vorrichtung zur Aufnahme einer Folie aus thermoplastischem Material, welche eine Schritt-f ür-Schritt-Antriebsvorrichtung der Folie aus thermoplastischem Material und einen Eahmen zur Befestigung dieser Folie aufweist» Die-Antriebsvorrichtung umfaßt einen Träger 1 einer Rolle 2 der Folie aus thermoplastischem Material sowie Antriebsmittel 3? welche die Folie fortbewegen, und mit Hilfe eines Elektromotors 4, dessen TJnterspannungssetzung durch einen Unterbrecher 5 gesteuert wird, in Umdrehung versetzt werden. Es sind Mittel vorgesehen,.um die Folie aus thermoplastischem Material F gespannt zwischen der Rolle 2 und den Antriebsmitteln 3 zu halten. Der Rahmen zur Befestigung 6 ermöglicht es, die Folie F zumindest während der Formung gewisser Folienteile in einer bestimmten Stellung zu halten.

Die Einrichtung umfaßt außerdem eine Heizvorrichtung für die,Folie F, die zum Beispiel aus Infrarotheizkörpern 7 zusammengesetzt sein kann,, welche längs der Folie F angeordnet sind und deren Inbetriebnahme durch einen Unterbrecher 8 gesteuert ist»

Die Einrichtung weist weiterhin zumindest einen Stempel 9 und eine Matrize 10 auf, welche zusammenarbeiten und dies- und jenseits der Folie F aus thermoplastischem Material angeordnet sind« In dem gezeigten Beispiel werden die Stempel 9 und die Matrizen 10 von Formträgerblöcken 11 bzw. 12 getragen. Diese Formträgerblöcke sind gegenüber dem Aufbau der Einrichtung zur thermischen Formgebung verschiebbar montiert und lassen sich durch eine

DIPL..ING. DIETER JANDER DR.-INQ. MANFRED BDNINO

PATENTANWÄLTE

Betätigungsvorrichtung antreiben, welche doppelwirkende hydraulische Servomotoren 13, 14· aufweist, die mittels Ventile 16 "bzw* 17 durch ein unter Druck stehendes Vorratsgefäß 15 gespeist werden.

Jeder Stempel "bestellt aus einem Kopf 18 aus einem Material, welches eine schwache und gleichmäßige thermische Streuung gewährleistet-, um die Temperatur des plastischen Materials, das mit ihm in Berührung kommt, nicht örtlich herabzusetzen» Dieser Kopf 18 kann aus zahlreichen Materialien hergestellt werden, wie z.B. Holz oder Polyesterharzen. Der Kopf 18 ist teleskopartig auf einem Träger 20 montiert, welcher auf dem F'ormträgerblock 11 festsitzt·.

Da der Stempelkopf teleskopartig ist, ist dieser axial verschiebbar und kann entweder in z.B. pneumatisch gesteuerten Bewegungen oder entgegen einer elastischen Rückholwirkung verschoben werden, so daß in gewissen Fällen dadurch ein besseres- Strecken der Folie aus thermoplastischem Material erreicht wird.

Außerdem ermöglicht es die Anwendung eines axial im Verhältnis zu seinem Träger verschiebbaren Stempels, das plastische Material der Folie so tief wie möglich im Innern der Gießform vorzuformen, da sich der Stempel während der Formung des Blindbodens des Behälters axial zurückzieht. Diese Eüekwärtsbewegung des Stempels kann entweder beispielsweise mit Hilfe einer pneumatischen Steuervorrichtung gesteuert werden oder auch durch ein Rückstößen entgegen einer elastischen Wirkung, welches durch

— 5 —

DIPL.-INQ. DIETER JANPER DR.-INQ. MANFRED BDNINQ PATENTANWÄLTE

5 -

die Formgebung des Behälterbodens selbst herbeigeführt wird.

In dem gezeigten Beispiel ist dieser Stempelkopf 18 gegenüber dem Träger 20 axial verschiebbar, und eine Feder 19 hält den Stempelkopf in einer vorgerückten Stellung (Fig_ffl2)_e

Jeder Stempel umfaßt noch eine Schneidevorrichtung, bestehend aus einem auf dem Träger 20 befestigten Kreismesser 21, dessen Schneide sich in einer senkrecht zur Achse des Stempels gelegenen Ebene befindet. Eine Rundscheibe 22 ist gegenüber dem Träger 20 entgegen der Wirkung von Federn 23 axial verschiebbar. Die Federn versuchen, die Rundscheibe ungefähr in der Schnittebene des Kreismessers 21 zu halten.

Jeder Stempel ist mit einer Vorrichtung zur Injektion eines gasförmigen Fluidums versehen, die einen zum Träger 20 koaxialen Kanal 24 aufweist, welcher zu mehreren Durchgängen 25 Zulaß gibt, die sich in dem Träger 20 zwischen der Basis des Kopfes 18 und der Rundscheibe.22 befinden. Der Kanal 24 ist mit einer unter.Druck gesetzten Gasquelle 26" mittels des Yentils 27 verbunden.

Jede Matrize ist innerhalb einer Bohrung 28 des Formträgerblocks 12 angeordnet, welche zum entsprechenden Stempel 9 zentriert ist. In dem gezeigten Beispiel umfaßt jede Matrize vier Teile 29«, welche im Querschnitt die allgemeine Form von Kronenbogen aufweisen« Diese Teile sind an ihren beiden Enden mit Zapfen 30, 31 versehen,

DIPL.-INQ. DIETER JANDER DR.-INQ. MANFRED BONING

PATENTANWÄLTE

die dazu, bestimmt sind, mit Kursen 32, 33 zusammenzuarbeiten, welche durch den Formträgerblock 12 getragen werden,, Zwischen zwei benachbarten Teilen 29 der Matrize sind Spreizfedern 36 -vorgesehen, um diese Teile voneinander fernzuhalten und durch die kombinierte Wirkung der Zapfen 30,- 31 und der Kurven 32, 33 dieselben axial aus der Bohrung 28 heraus zu verschieben. Die Teile 29 werden während ihrer axialen Bewegungen durch.auf dem Pormträgerblock 12 befestigte Führungen 3-4- gelenkt. Die axialen Bewegungen und die dementsprechend hervorgerufenen radialen Bewegungen der Teile 29 werden durch eine Versehrußplatte 35 gesteuert, deren eine Oberfläche mit der Stirnfläche der Matrize zusammenarbeitet und die Stellung derselben entgegen der Wirkung von Federn 37 gegenüber dem Formträgerblock 12 bestimmt. ,

Diese Vorrichtung zur Formgebung des Behälterbodens umfaßt einen mit dem Formträgerblock 12'fest verbundenen festen Teil 37j der mit einer zur Achse der Matrize koaxialen zentralen Bohrung 38 versehen ist und außerdem eine konzentrisch zur Bohrung 38 gelegene zylindrische Mantelfläche aufweist» Dieser feste Teil 37 is^ von einem beweglichen,. Teil 39 umgeben, welcher ohne Spiel entlang der Mantelfläche des festen Teils gleiten kann und mit den Teilen 29 der Matrize fest verbunden ist. Dieser bewegliche Teil 39 wird somit in die axialen Bewegungen der Matrize mitgenommen. Eine wasserdichte Verbindung 40 verbindet den beweglichen Teil 39 mit dem festen Teil 37· Dieser bewegliche Teil· 39 weist in seinem Oberteil einen Ringraum 43 auf, welcher am äußeren,, nach dem. Innern der Matrize gerichteten Ende des beweglichen Teils 39 aus- , läuft«. -

DIPL.-ING. DIETER JANDER DR.-ING. MANFRED BONINO

PATENTANWÄLTE

- 7

Die Vorrichtung zur Formgebung -umfaßt weiter einen Kolben 4I₉ dessen vordere Oberfläche 42 den Boden der Matrize darstellt und eine Schürze 45 aufweist, welche sich innerhalb des sich in dem bewegliehen Teil 39 befindlichen Ringraums 43 ausdehnt. Der Außendurchmesser des Kolbens 41 ist etwas kleiner als der in der gleichen Querschnittsebene gemessene Durehmesser der Aushöhlung der Form. Die Größenordnung des Unterschieds zwischen diesen zwei Durchmessern entspricht mehreren Wanddicken; des geformten Behälters und liegt insbesondere zwischen der drei- bis fünffachen Wanddicke des Behälters. Der Weg des Kolbens 41 wird durch einen Ansehlag 58 begrenzt, welcher von der Schürze 45 getragen wird und mit einer Schulter 59 des Ringraums 43 zusammenarbeitet. Eine Dichtung 44 gewährleistet die Dichtigkeit zwischen der inneren Wand des genannten Eingraums 43 und der entsprechenden Wand der Schürze 45 des Kolbens 41, Der Kolben 41 umfaßt noch eine Kolbenstange 46_$ die sich ins Innere der zentralen Bohrung 38 des festen Heils 37 erstreckt. Ein Teil der Länge dieser Stange bildet mit der inneren Oberfläche der zentralen Bohrung 38 eine Kammer 47, welche durch zwei . Dichtungen 48₅ 49 abgedichtet ist. Ein Kanal 59» der den festen Teil 37 durchquert, kann mit Hilfe von Ventilen 60 mit dem Vorratsgefäß mit unter Druck gesetztem Fluidum in Verbindung gesetzt werden, um den Kolben 41 zu betätigen.

Die Stange 46 des Kolbens 41 ist ausgehöhlt und schließt eine Auswurfvorrichtung 50 sowie seinen Betätigungskolben in sich ein. Ein mit der Stange 46 des Kolbens fest verbundener Anschlag 52 bestimmt die beiden äußeren Stellungen

DIPL..INQ. DIETER JANDER DR.-INQ. MANFRED BÖNINQ PATENTANWÄLTE

des Auswerfers 50° Eine zwischen der aktiven Fläche ^A-des Korbens 51 <3.es Auswerfers 50 und dem Boden der Aushöhlung der Kolbenstange 46 vorgesehene Kammer 53 steht über einen Durchlaß 55 mit der Kammer in Verbindung.

In der abgebildeten Ausführungsform umfaßt die Matrize noch, eine Vorrichtung zur Injektion eines gasförmigen Fluidums, welche einen in dem festen Teil 57 vorgesehenen Kanal 56 aufweist und über einen in dem beweglichen Teil vorgesehenen Durchtritt 57 clen Hingraum 43 des beweglichen Teils 39 speist. Der Eingraum 43 steht in freier Verbindung mit dem Innern der Matrize, und zwar durch das zwischen der äußeren ringförmigen Oberfläche des Ringraums und der entsprechenden Oberfläche der Schürze 45 des Kolbens 41 bestehende Spiel. Der Kanal 56 ist mittels eines Ventils mit der Quelle des sich unter Druck befindenden gasförmigen Fluidums 26 verbunden« ^;

Der Arbeitsgang der beschriebenen Einrichtung und insbesondere der Vorrichtung zur Formgebung des Behälterbodens ist der folgende:

Ein Behälter wird auf bekannte und hier nicht beschriebene Weise geformt, und zwar durch.das Zusammenarbeiten des in die Matrize eindringenden Stempels und dann pneumatisch, um das plastische Material gegen die Wände der Matrize anzupressen. Es wird darauf hingewiesen, daß bei der Verformung des Behälters der Stempel das plastische Material bis in die unmittelbare Nähe der Oberfläche 42 des Kolbens 41 ausstreckt,■währenddessen letzterer sich in zurückgezogener Stellung befindet, und somit den Boden der Aushöhlung

DIPL..INQ. DIETER JANDER DR.-INQ. MANFRED BÖNINQ PATENTANWÄLTE

der Form bildet. Von diesem Augenblick an -and während das zur Herstellung des Behälters verwendete plastische Material noch formbar ist, werden die folgenden Arbeitsgänge ausgeführt: " " .

1) Der Operateur öffnet das "Ventil, welches das Vorratsgefäß des unter Druck stehenden Fluidums mit dem Kanal 59 verbindet, wobei eine axiale Verschiebung des Kolbens 41 hervorgerufen wird, welche das Zurückdrängen des Mittelteils des Behälterbodens und das Umbördeln des kreisförmigen Bandes des Behälterbodens bewirkt» Während dieser axialen Verschiebung des Kolbens 41 wird das sich mit der Oberfläche 42 des Kolbens 41 in Kontakt befindende plastische Material zwischen diese Oberfläche und die vordere Oberfläche des Stempelkopfes 18 gepreßt. Die axiale Verschiebung^ des Kolbens 41 ruft demzufolge einen entsprechenden axialen Rücklauf des Stempelkopfes 18 entgegen der Federwirkung 19 hervor»

Fig. 3 zeigt die Stellung verschiedener Organe während dieses Arbeitsganges. Die axiale Verschiebung des Kolbens 41 drängt das den.Behälterboden bildende plastische Material zurück und bördelt dasselbe längs des unteren Randes des Behälterbodens um. Man-erhält auf diese Weise einen Behälter mit einem Blindboden, der

nur durch eine kreisförmige Linie auf einer Stützfläche ruht«

- 10 -

DIPL.-INtJ. DIETER JANDER DR.-INC- MANFRED BONINO

PATENTANWÄLTE

- ίο■-*.-■■

2) Sobald der Kolben seinen Vorwärts lauf beendigt; hat, welcher durch den mit der Sehulter 59 in Eontakt kommenden Anschlag 58 begrenzt wird, wird eine Wartezeit eingelegt, damit sich das den Behälter bildende plastische Material verfestigen kann.

3) Der Stempel wird aus der Matrize herausgezogen.

4) Die Versehlußplatte 35 wird vom Formträgerbloek 12 entfernt, wodurch die Matrize unter lederwirkung 36 geöffnet wird. In der Tat verschieben sich die Teile 29 der Matrize axial auf eine gewisse Entfernung aus dem Formträgerblock heraus_s was ihr radiales Auseinanderspreizen erlaubt.

Die axiale Verschiebung der Matrize hat dieselbe axiale Verschiebung des beweglichen Teils 39 der Vorrichtung, zur Formgebung zur Folge, wodurch der EoIben 41 und die Vorrichtung zur Injektion in einem entsprechenden Grössenwert axial verschoben werden.

5) Wenn.nun die Matrize vollständig geöffnet ist, ist die Stange 46 des Eolbens 41 (S¹Ig.4) genügend aus der Bohrung 38 des festen Teils 37 herausgetreten, und somit steht die Kammer 47 mit dem Kanal ^ ±n Verbindung, wodurch die Kammer - 53 der Auswurfvorrichtung mit Pluidum unter Druck gespeist wird und- demzufolge der Auswerfer bis in eine vorgerückte Stellung verschoben wird.

6) Hun schließt der Operateur das den Kanal 59 mit Fluidum unter Druck speisende Ventil, und die Einrichtung ist bereit für einen neuen Behälterformungszyklus. Der

- 11 -

DIPL.-ING. DIETER JANDER DR.-INQ. MANFRED BONING

PATENTANWÄLTE

Sf f ί

- 11 -

Auswerfer ^O und der Kolben 41 sind in die Kuhestellung zurückgegangen (Pig·2), und zwar unter dem durch das plastische Material während seiner Formung ausgeübtem Druckο

Es versteht sich, daß diese aufeinanderfolgenden Arbeitsgänge sowie auch die eigentlichen Arbeitsgänge der Formgebung des Behälters entweder von Hand oder auch selbsttätig auf bekannte Weise gesteuert werden können.

Zahlreiche Änderungen der beschriebenen Einrichtung sind denkbar» Insbesondere könnte der teleskopisch^ Kopf 18 des Stempels in seinen Verschiebungen gegenüber dem Träger 20 pneumatisch gesteuert werden. In diesem Fall würde der Kopf 18 während der Vorformung der Folie aus plastischem Material in vorgerückter Stellung gehalten werden, während letzteres mit dem Stempel in Berührung kommt, um das plastische Material so tief wie möglich in das Innere der Formaushöhlung zu bringen. Dann wird nach oder während des pneumatischen Aufblasens des Behälters bis in seine endgültige Form der Kopf· 18 des Stempels mit Hilfe seiner pneumatischen Steuervorrichtung zurückgesteuert. Diese axiale Eückwärtsverschiebung des Stempelkopfes erfolgt entweder vor oder während der Verschiebung des Kolbens der Vorrichtung zur Formgebung des Behälterbodens. Bei. einer derartigen Ausführungsform wird das plastische Material des Behälterbodens während seiner Zurückdrängung nicht mehr zwischen den Kolben 41 und den Stempelkopf gepreßt, so daß auf diese Weise das Strecken des Bodenmaterials

- 12 -

DIPL..INQ. DIETER JANDER DR.-INQ. MANFRED BDNINq PATENTANWÄLTE

-12 -

wahrend des Bodenformgebungsarbeitsgangs fortgesetzt wird. Diese Besonderlieit ermöglicht es Tor allem, Behälter mit dünnen Böden zu erzielen, was bei den üblichen klassischen Methoden immer gewisse Schwierigkeiten bietetο

Wiewohl die dargestellte Einrichtung eine:. sich ö'ffsnende Gießform aufweist, kann die Vorrichtung zur Formgebung auch mit Einrichtungen, die nicht öffnende Gießformen aufweisen, verwendet werden. Die Art der verwendeten Gießform hängt insofern einzig und allein von der Form ab, die man dem Behälter zu geben wünscht.

Claims (3)

1. ȣ581.23 3.6/

   DlPL-INQ. DIETER JANDER DR.-INQ. MANFRED BÖNINQ /■/" .

   PATENTANWÄLTE

   1 B ER LI N 33 (DAH LEM)

   HOTTENWEG 15

   Telefon: 76 13 03

   Telegramme.: Consideration Berlin

   4-59/10215 DE

   23. März 1967

   Amts-Zeichen: H 48 376/39a-ffbm

   Name d. Anm„: HOPi¹OO S.A., Genf (Schweiz)

   Neue Schutzansprüche :

   Io Einrichtung zur thermischen !Formgebung von Hohlkörpern, insbesondere Behältern, aus plastischem Material, welche zumindest einen mit einer Form unter Wirkung einer Antriebsvorrichtung zusammenarbeitenden Stempel und eine Vorrichtung zur Injektion eines gasförmigen IPluidums aufweist, mit welcher das mit Hilfe des Stempels geformte plastische Material gegen die Wände der Form preßbar ist, um dem Behälter seine endgültige !Form zu verleihen, dadurch gekennzeichnet , daß die Form (10) mit einer Vorrichtung zur Formung eines Behälters mit Blindboden versehen ist, welche einen im Innern der Form (10) axial verschiebbaren Kolben (41) und eine ,pneumatische Vorrichtung zu seiner Betätigung aufweist, und daß der Kolben (41)

   — 2 —

   Postscheckkonto Berlin-West 17 43 84 Berliner Bank AG., Depositenkasse 1

   DIPL.-INQ. DIETER JANDER DR.-INQ. MANFRED BDNINQ

   PATENTANWÄLTE

   eine axiale Korbenstange (46) hat, welche ohne Spiel in einem festen Teil (37) gleitet, der mit einem Pormträgerblock fest verbunden ist und eine frei in einem kreisförmigen Ringraum gleitende Schürze (4-5) aufweist, wo"bei dieser Ringraum in einem beweglichen Teil, der mit der Form fest verbunden ist, angebracht ist«
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Außendurchmesser des- Korbens kleiner als der Durchmesser des Behälterbodens ist, wobei der Durchmesserunterschied mehreren Dicken des die Wandungen des Behälters "bildenden plastischen Materials gleichkommt.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet 3 daß die in einer Bohrung (38) des festen Teils (37) axial gleitende Kolbenstange (46) ein Steuerventil darstellt, welches die Beaufschlagung eines einen Auswerfer (50) antreibenden pneumatischen Servomotors steuert.

   4» Einrichtung nach Anspruch 1, mit einer zweiten durch den Boden der Matrize eindringenden Injektionsvorrichtung für ein gasförmiges lluidum, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur !Formgebung des Behälterbodens einen Durchlaß (56) aufweist, welcher mit Hilfe eines "Ventils (58) ein Torratsgefäß mit einem Druckfluidum mit dem Innern der Form verbindet.

   5« Einrichtung nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet j daß der Durchlaß (56) mit einer im festen Teil (37) angebrachten Bohrung (57) ist Verbindung steht, welche ihrerseits mit einem Eingraum (43) des beweglichen Teils (39) verbunden ist, wenn sich dieser (39) iⁿ seiner zurückgezogenen Stellung befindet, wobei der Eingraum (43)

   DIPL.-INQ. DIETER JANDER DR.-INQ. MANFRED BONINQ

   PATENTANWÄLTE

   sel"bst mit der Aushöhlung der Matrize verbunden. ist_? und zwar durch, das zwischen der Schürze (4-5) des Kolbens (41) und der Außenwand des Ringraums "bestehende Spiel.