DE19726768A1 - Verfahren zum Kühlen eines Behälters aus thermoplastischem Kunststoff und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents
Verfahren zum Kühlen eines Behälters aus thermoplastischem Kunststoff und Vorrichtung zur Durchführung des VerfahrensInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kühlen eines Behäl
ters aus thermoplastischem Kunststoff nach der Gattung des
Hauptanspruches sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des
Verfahrens.
Das Zuführen der Formluft ins Innere eines Formwerkzeuges
erfolgt in bekannter Weise (DE 31 09 415 C1) über ein
Ventil, das nach Schließen des Formwerkzeuges geöffnet wird.
Formluft mit einem eingestellten Druck strömt ins Innere und
drückt den eingespannten Abschnitt einer Folienbahn an die
Formwandung. Das Abkühlen des geformten Behälters erfolgt
einerseits von der gekühlten Form her, andererseits an der
Innenseite über die Formluft. Nach einer bestimmten Zeit
läßt man die Formluft entweichen und öffnet das Werkzeug.
Um die Kühlzeit zu minimieren ist es bekannt, die sich im
Innern des Formwerkzeugs befindliche Luft auf möglichst
niedrige Temperatur zu bringen, um eine gute Kühlwirkung zu
erzielen. In der DE 43 28 963 A1 wird vorgeschlagen, nach
dem Formen des Behälters die Formluft entweichen zu lassen
und ein Kühlmedium zuzuführen, z. B. flüssiges Kohlendioxyd,
das verdampft wird.
Abgesehen von den hohen Kosten dieses Verfahrens, bedingt
u. a. durch das Kühlmedium, den erforderlichen Isolierungen,
den erforderlichen Bauteilen für Tieftemperaturen und den
einzuhaltenden Sicherheitsvorschriften, wird auch nicht die
gewünschte Taktzeitreduzierung erreicht. Dies rührt daher,
daß zwischen dem Druckabbau der Formluft und dem Zuführen
des Kühlmediums eine Zeitspanne vergeht, während der kein
Druck im Forminnenraum herrscht, der die Folie an die Tief
ziehform preßt. Dadurch wird die Abkühlung des Behälters
über die Form zeitweise verschlechtert.
Auch die in der DE-AS 21 60 854 beschriebene Methode der
Innenkühlung von Kunststoffbehältern ist sehr aufwendig und
teuer. Es wird dabei ein Luft/Wassergemisch ins Behälterinne
re geleitet. Dabei besteht die Gefahr, daß sich Wasser auf
der Behälterinnenseite abscheidet, was sich störend auf den
weiteren Verfahrensprozeß des Verpackens/Füllens der Behäl
ter auswirkt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Kühlen der
geformten Behälter auf der Innenseite zu verbessern, um
dadurch die Taktzeit zu reduzieren, ohne daß aufwendige
Maßnahmen erforderlich sind. Während der ganzen Phase des
Formens und Kühlens des Behälters sollte der Formdruck
aufrecht erhalten bleiben. Die Gefahr der Kondensatbildung
auf der Behälteroberfläche sollte nicht bestehen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale
des Hauptanspruches. Ausgehend von der Erkenntnis, daß
bewegte Luft einen wesentlich besseren Kühleffekt bewirkt
als stehende Luft, wird die unter Druck stehende Formluft
umgewälzt. Sie wird an einer Stelle des Formwerkzeuges
abgesaugt und an anderer Stelle wieder zugeführt, wozu ein
Gebläse eingesetzt ist. Die Luftführung erfolgt in der
Weise, daß ein Umströmen der Behälterinnenseite gegeben ist.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Merkmale der
Unteransprüche.
Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist gekenn
zeichnet durch zwei Formluftanschlüsse am Formwerkzeug zur
Zu- bzw. Ableitung der Formluft sowie durch ein Gebläse, das
die Formluft umwälzt und das Bestandteil des Formwerkzeuges
oder Bestandteil der Thermoformmaschine sein kann, in die
das Formwerkzeug eingebaut ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachfolgend anhand
der schematischen Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt:
Fig. 1 einen Querschnitt durch ein Formwerkzeug, das
formend und stanzend arbeitet;
Fig. 2 einen Querschnitt durch ein nur formendes
Formwerkzeug.
Das Formwerkzeug 1 für formenden und stanzenden Betrieb
gemäß Fig. 1 besteht aus einem Unterteil 2 mit der eigentli
chen Form 3, die auch Schnittstempel ist und dem Oberteil 4.
Dieses Oberteil 4 weist eine Schnittplatte 5, eine Kopfplat
te 6, eine Zwischenplatte 37, einen Niederhalter 7 und einen
Streckhelfer 8 auf.
In der Regel sind mehrere Formnester in einem Werkzeug
angeordnet und alle Streckhelfer 8 stehen über eine Stange 9
mit einer Trägerplatte 10 in Verbindung. Über einen Anschluß
11 und eine Bohrung 12 in der Zwischenplatte 37 sowie einen
Ringkanal 39 und Bohrungen 38 im Niederhalter 7 kann Druck
luft ins Innere des Formwerkzeuges 1 geleitet werden. Eine
Ableitung der Formluft ist in der Weise vorgesehen, daß
jeder Streckhelfer 8 und jede Stange 9 mit einer zentralen
Bohrung 13, 14 versehen ist, die in eine Querbohrung 15 in
der Trägerplatte 10 und damit beim Anschluß 40 münden.
Die Formluftzufuhr erfolgt über eine Druckluftquelle 16, ein
Ventil 17 und eine Leitung 18 zum Anschluß 11 in der Zwi
schenplatte 37. Andererseits steht der Anschluß 40 über eine
Leitung 19 mit einem Gebläse 20 in Verbindung, wobei die
Druckseite des Gebläses 20 über eine Leitung 21 in die
Leitung 18 mündet. In der Leitung 21 kann ein Ventil 22 zur
Absperrung dieser Leitung 21 eingebaut sein, so daß das
Gebläse 20 dauernd in Betrieb gehalten werden kann.
Das Formverfahren läuft wie folgt ab:
Das in eine Thermoformmaschine eingebaute Formwerkzeug 1 wird geschlossen und spannt den erwärmten Abschnitt einer Folienbahn 23 ein. Formluft wird durch Öffnen des Ventils 17 gleichzeitig mit oder kurz nach dem Start des Streckhelfers 8 in den Forminnenraum geleitet. Ein Behälter 24 wird ge formt und gegen die Wandung der Form 3 gepreßt. Gleichzeitig mit dem Öffnen des Ventils 17 oder kurze Zeit danach öffnet das Ventil 22, so daß die unter Druck stehende Formluft umgewälzt wird, an der Behälterinnenwand entlang streicht und eine gute Kühlung bewirkt, solange der Streckhelfer 8 in unterer Position steht.
Das in eine Thermoformmaschine eingebaute Formwerkzeug 1 wird geschlossen und spannt den erwärmten Abschnitt einer Folienbahn 23 ein. Formluft wird durch Öffnen des Ventils 17 gleichzeitig mit oder kurz nach dem Start des Streckhelfers 8 in den Forminnenraum geleitet. Ein Behälter 24 wird ge formt und gegen die Wandung der Form 3 gepreßt. Gleichzeitig mit dem Öffnen des Ventils 17 oder kurze Zeit danach öffnet das Ventil 22, so daß die unter Druck stehende Formluft umgewälzt wird, an der Behälterinnenwand entlang streicht und eine gute Kühlung bewirkt, solange der Streckhelfer 8 in unterer Position steht.
Nach Ablauf der Kühlzeit schließt das Ventil 22, der Streck
helfer 8 fährt nach oben, das Ventil 17 schaltet um und läßt
die Formluft ins Freie entweichen. Dann kann das Formwerk
zeug 1 öffnen, das kurz zuvor durch eine geringe Aufwärtsbe
wegung das Ausstanzen des Behälters 24 vorgenommen hat.
Selbstverständlich ist es in gleicher Weise möglich, die
Formluft über den Anschluß 40 zuzuleiten und über den An
schluß 11 in der Zwischenplatte 37 abzuführen. Die Strömungs
richtung ist dann umgekehrt.
Fig. 2 zeigt ein nur formendes Formwerkzeug 41, bestehend
aus Unterteil 27 mit einer Grundplatte 25, einer Trägerplat
te 26 und den Streckhelfern 28. Ferner bestehend aus dem
Oberteil 30 mit Kopfplatte 31 und den Formen 32. Der Unter
rahmen 29 und der Oberrahmen 33 zum Einspannen der Folien
bahn 23 können Teil der Thermoformmaschine sein und separat
bewegt werden oder Teil des Formwerkzeuges 30. Die Formluft
wird bei diesem Aufbau am Anschluß 42 durch eine Bohrung 34
zugeführt, die sich verzweigt und Druckluft auf jeder Seite
eines Streckhelfers 28 ausströmen läßt. Die Ableitung er
folgt auf der anderen Seite des Streckhelfers 28 über Bohrun
gen 35 und 36 und den Anschluß 43. Der Verfahrensablauf ist
analog zum Form-/Stanzwerkzeug nach Fig. 1, wobei zuerst
die Spannrahmen 29, 33 schließen und danach die restlichen
Werkzeugteile. Ein Austrennen der Behälter 24 findet im
Formwerkzeug 30 nicht statt, sie werden in einer nachfolgen
den Stanzstation ausgetrennt.
Claims (8)
1. Verfahren zum Kühlen eines Behälters aus thermoplasti
schem Kunststoff, der aus einer erwärmten Folienbahn
durch Formluft mit einem vorgegebenen Druck in einem
Formwerkzeug geformt wird, wobei die Formluft nach dem
Formen und Abkühlen des Behälters vor dem öffnen des
Formwerkzeuges abgeleitet wird, dadurch gekennzeichnet,
daß die Formluft während des Kühlvorganges über einen
Anschluß (43, 40) des Formwerkzeuges abgesaugt und über
einen zweiten Anschluß (11,42) in der Weise wieder
zugeführt wird, daß ein Entlangströmen der umgewälzten
Formluft an der Behälterinnenwand erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß
die Ableitung der Formluft durch die dem Boden des
Behälters (24) zugewandte Stirnseite des Streckhelfers
(8) erfolgt, die Zuleitung durch die der Form (3) gegen
überliegende Werkzeughälfte (4) oder umgekehrt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß
die Zuleitung der Formluft seitlich an der Rückseite des
Streckhelfers (28) erfolgt, die Ableitung auf der gegen
überliegenden Seite des Streckhelfers (28) durch diesel
be Formwerkzeughälfte (27) oder umgekehrt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch
gekennzeichnet, daß das Gebläse (20) zur Umwälzung der
Formluft im Dauerbetrieb läuft und die Umwälzung über
ein Ventil (22) taktweise geschaltet wird.
5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach An
spruch 1, bestehend aus einem Formwerkzeug mit der Form
des herzustellenden Behälters und einem Anschluß für die
Zuleitung der Formluft, gekennzeichnet durch einen
zweiten Anschluß für die Formluft und ein Gebläse (29),
das die Formluft zwischen beiden Anschlüssen (11, 40,
42, 43) umwälzt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, daß
einer der Anschlüsse (40) für die Formluft an der Stirn
seite des Streckhelfers (8) mündet, der andere Anschluß
(11) in einem Ringkanal (39), von dem aus Bohrungen (12)
ins Innere des Niederhalters (7) führen.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, daß
einer der Anschlüsse (42, 43) für die Formluft auf der
Rückseite des Streckhelfers (28) mündet, der andere auf
der gegenüberliegenden Seite des Streckhelfers (28).
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7 gekennzeich
net durch ein Ventil (22) in der Ringleitung zwischen
den beiden Anschlüssen (11, 40, 42, 43).
Priority Applications (1)
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DE1997126768 DE19726768C2 (de) | 1997-06-24 | 1997-06-24 | Verfahren zum Kühlen eines Behälters aus thermoplastischem Kunststoff und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens |
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Publications (2)
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DE19726768A1 true DE19726768A1 (de) | 1999-01-07 |
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DE (1) | DE19726768C2 (de) |
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