DE19737503B4

DE19737503B4 - Thermoformmaschine

Info

Publication number: DE19737503B4
Application number: DE1997137503
Authority: DE
Inventors: Manfred Dr. Reichert; Hans-Peter Stadel
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1997-08-28
Filing date: 1997-08-28
Publication date: 2007-09-20
Anticipated expiration: 2017-08-29
Also published as: ES2151415A1; ES2151415B1; IT1301910B1; DE19737503A1; ITMI981870D0; ITMI981870A1; JPH11123754A; FR2767741A1

Abstract

Thermoformmaschine zum Herstellen von Teilen, insbesondere von jeweils einen Boden (6) und eine Seitenwand (7) aufweisenden becherförmigen Behältern (3) aus einer thermoverformbaren Folienbahn (2), mit einer Formstation (13) und einer getrennt davon angeordneten Heizstation (12), wobei die Heizstation (12) zwei gegeneinander und in Anlagekontakt mit der Folienbahn (2) verfahrbare Platten (18, 18a, 19, 19a) hat, von denen wenigstens eine Platte (18, 18a, 19, 19a) beheizbar ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Platten (18, 19) einen gegenüber anderen Bereichen (22, 23) derselben Platte (18, 19) in bezug auf die Folienbahn (2) nah beabstandeten ersten Bereich (21) aufweist, so daß beim Gegeneinanderfahren der beiden Platten (18, 19) unter Einwirkung von wärme und Druck die Folienbahn (2) derart plastisch verformt wird, daß Material der Folienbahn (2) aus dem ersten Bereich (21) in die anderen Bereiche (22, 23) verdrängt wird.

Description

Stand der Technik

Die Erfidung betrifft eine Thermoformmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, wie sie beispielsweise aus dem DE 70 37 886 U bekanntgeworden ist. Bei der Herstellung von becherförmigen Behältern aus einer thermoverformbaren Folienbahn besteht die Problematik, dass der Boden der Behälter in der Regel eine beträchtlich größere Dicke aufweist als deren Seitenwände. Dies rührt daher, dass die erwärmte Folienbahn beim Tiefziehen im Bereich der Seitenwände am stärksten verformt und gestreckt wird. Um den Behältern eine genügend hohe Festigkeit im Bereich ihrer Seitenwände zu geben ist daher eine relativ dicke Folienbahn erforderlich, während der Bereich der Böden eine aus Festigkeitsgründen nicht erforderliche große Dicke aufweist.

Aus der DE 3334670 A1 ist ein Verfahren zum Erwärmen einer Folienbahn aus einem thermoplastischen Kunststoff mit ausgeprägtem Kristallitschmelzpunkt bekannt. Dabei werden Teilbereiche der Folienbahn auf unterschiedliche Temperatur gebracht. Um nun die zu verformenden Bereiche bei einer Temperatur oberhalb des Kristallitschmelzpunktes verformen zu können, ohne dass hierdurch Probleme durch Schneiden – Hineinziehen des Materials in den Schneidspalt – entstehen, wird vorgeschlagen, den Schnittlinienbereich auf einer Temperatur unterhalb des Kristallitschmelzpuktes zu halten. Hierbei gibt es keine Schnittprobleme.

Aus der DE 26 56 071 B2 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verformen von Kunststofffolien bekannt. Hierzu wird die Folie, deren Temperatur unter ihrer Verformungstemperatur liegt, in eine erwärmte Form eingezogen.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Thermoformmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass zum Herstellen von Behältern mit einer bestimmten Wandstärke eine verhältnismäßig dünne Folienbahn verwendet werden kann und/oder daß bei gleicher Folienbahndicke besonders stabile Behälter geformt werden können.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Thermoformmaschine ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung.

Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigen 1 eine Maschine zum Herstellen, Füllen und Verschließen von Behältern in einer vereinfachten Seitenansicht, und die 2 bis 4 Längsschnitte durch eine Heizeinrichtung während verschiedener Bearbeitungsschritte einer Folienbahn.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Eine in der 1 dargestellte Maschine 10 zum Herstellen, Füllen und Verschließen von Becherpackungen 1 hat eine Einrichtung 11 zum taktweise Zuführen und Fördern einer thermoverformbaren Folienbahn 2, eine Heizeinrichtung 12 bestehend aus mehreren ebenen Heizplattenpaaren 18a, 19a sowie einem noch näher beschriebenen Heizplattenpaar 18, 19, eine Formeinrichtung 13 zum Tiefziehen von jeweils mehreren Bechern 3 in einen zuvor erwärmten Abschnitt der Folienbahn 2, eine Fülleinrichtung 14 zum Befüllen der Becher 3 mit jeweils einer Füllgutmenge, eine Einrichtung 15 zum Zuführen einer Deckfolie 5, eine Einrichtung 16 zum Heißsiegeln der Deckfolie 5 auf den verbleibenden Stegen der Folienbahn 2, und eine Schneideinrichtung 17 zum Trennen der einzelnen Becherpackungen 1 oder Einheiten von mehreren Bechern 3 von der Folienbahn 2.
Anstelle mit der Einrichtung 11 kann das Fördern der Folienbahn 2 auch mittels an sich bekannter Zangen erfolgen, die horizontal hin- und herbeweglich ausgebildet sind und die die Folienbahn 2 jeweils um einen entsprechenden Abschnitt in Förderrichtung vorziehen.
Jeder kegelstumpfförmig ausgebildete Becher 3 weist einen Boden 6, eine umlaufende Seitenwand 7 und an seiner Oberseite einen Flansch 8 auf. Um zu bewirken, daß der Becher 3 eine möglichst gleich große Wanddicke sowohl im Bereich des Bodens 6, als auch im Bereich der Seitenwand 7 und des Flansches 8 aufweist, ist ein Teil der Heizeinrichtung 12 besonders ausgebildet. Dazu weisen die beiden mittels nicht dargestellter Einrichtungen gegeneinander und gegen die Folienbahn 2 verfahrbaren, in Förderrichtung der Folienbahn 2 betrachtet beiden letzten Heizplatten 18, 19 der Heizeinrichtung 12 unterschiedlich ausgebildete, spiegelbildlich zur Folienbahn 2 angeordnete Kontaktbereiche 21, 22 und 23 auf.
Der erste Kontaktbereich 21 hat bei einem kreisförmigen Boden 6 ebenfalls eine kreisförmige Ausbildung, wobei dessen Durchmesser etwa dem Durchmesser des Bodens 6 entspricht. Der erste Kontaktbereich 21 ist gegenüber den Kontaktbereichen 22, 23 erhöht ausgebildet, das heißt, daß er in bezug auf die Folienbahn 2 bei voneinander beabstandeten Heizplatten 18, 19 zur Folienbahn 2 den geringsten Abstand gegenüber den beiden anderen Kontaktbereichen 22 und 23 aufweist. Der erste Kontaktbereich 21 ist von dem ringförmigen, eine schräge Fläche aufweisenden zweiten Kontaktbereich 22 konzentrisch umgeben, der wiederum vom dritten ringförmigen Kontaktbereich 23 konzentrisch umfasst ist. der dritte Kontaktbereich 23 weist gegenüber dem ersten Kontaktbereich 21 den größten Abstand zur Folienbahn 2 auf.
Beim Betrieb der Maschine 10 wird die Folienbahn 2 mittels der Einrichtung 11 taktweise in den Bereich der Heizeinrichtung 12, zuerst zwischen die Heizplatten 18a, 19a, und zuletzt zwischen die Heizplatten 18, 19 gefördert (2). Dabei werden die Heizplatten 18, 19 während der Stillstandsphase der Folienbahn 2 gegeneinander verfahren, wobei die zuvor bereits durch die Heizplatten 18a, 19a erwärmte Folienbahn 2 unter Einwirkung von Wärme und Druck plastisch verformt wird (3). Im Bereich des ersten Kontaktbereichs 21 entsteht in der Folienbahn 2 dabei Verdünnungsbereich 24, der beim nachfolgenden Tiefziehvorgang in der Formeinrichtung 13 den Boden 6 ausbildet (4). In den beiden anderen Kontaktbereichen 22, 23 entsteht demgegenüber in der Folienbahn 2 ein Verdickungsbereich 25, aus dem beim Tiefziehen insbesondere der Bereich der Seitenwand 7 des Bechers 3 ausgebildet wird. Der Verdickungsbereich 25 weist eine Materialanhäufung auf, die sich darin äußert, daß er Stellen mit einer Dicke aufweist, die größer als die Dicke der ursprünglichen Folienbahn 2 ist. Dieses Material kommt aus dem Verdünnungsbereich 24, und wird beim Gegeneinanderpressen der beiden Heizplatten 18, 19 in den Verdickungsbereich 25 verdrängt.
Infolge der Ausbildung des Verdünnungsbereiches 24 und des Verdickungsbereiches 25 in der Folienbahn 2 weist der tiefgezogene Becher 3 einen Boden 6, eine Seitenwand 7 und einen Flansch 8 auf, die alle eine zumindest nahezu gleiche Wanddicke aufweisen. Dies rührt daher, daß beim Tiefziehen der Bereich der Seitenwand 7 am stärksten verformt und gestreckt wird, gerade in diesem Bereich aber auch infolge des Verdickungsbereichs 25 am meisten Material zur Umformung zur Verfügung steht. Demgegenüber entsteht insbesondere der Boden 6 aus einem Bereich der Folienbahn 2, der am wenigsten verformt und gestreckt wird, weshalb für dessen Ausbildung der Verdünnungsbereich 24 vorgesehen ist.
Ergänzend wird erwähnt, daß die Kontaktbereiche 21, 22, 23 entsprechend der Form der zu formenden Behälter anzupassen sind, das heißt, daß bei anderen Boden- und Wandformen der Behälter die Kontaktbereiche 21, 22, 23 eine andere Form aufweisen. Wesentlich für die Erfindung ist lediglich, daß aus den Bereichen einer thermoplastisch verformbaren Folienbahn, die bei einem nachfolgenden Umformvorgang am geringsten verformt und gestreckt werden, Material in Bereiche verdrängt wird, die stärker verformt und gestreckt werden. Dies wird durch entsprechend ausgebildete Heizplatten 18, 19 bewirkt, die zusätzlich zu den ebenen Heizplatten 18a, 19a in der Heizeinrichtung 12 angeordnet sind. Je nach Anwendungsfall ist es auch denkbar, die Heizeinrichtung 12 ohne die ebenen Heizplatten 18a, 19a auszubilden, so daß lediglich die strukturierten Heizplatten 18, 19 vorhanden sind. Die ist beispielsweise dann denkbar, wenn zur plastischen Verformung der Folienbahn 2 nur eine geringe Wärmemenge erforderlich ist.
Weiterhin werden in einer Maschine 10 üblicherweise bei einem Arbeitsschritt mehrere Behälter gleichzeitig neben- und hintereinander in einer Folienbahn 2 ausgebildet. Entsprechend sind in den Heizplatten für jeden Becher jeweils Kontaktbereiche auszubilden.
Auch ist es denkbar, lediglich eine der Heizplatten 18, 19 beheizt auszubilden, das bedeudet, daß die nicht beheizte Platte lediglich als Gegenhalter für die beheizte Platte dient. Zuletzt kann auch eine der beiden Platten als ebene Platte ausgebildet sein, während die andere Platte die unterschiedlich erhöhten Kontaktbereiche aufweist.

Claims

Thermoformmaschine zum Herstellen von Teilen, insbesondere von jeweils einen Boden (6) und eine Seitenwand (7) aufweisenden becherförmigen Behältern (3) aus einer thermoverformbaren Folienbahn (2), mit einer Formstation (13) und einer getrennt davon angeordneten Heizstation (12), wobei die Heizstation (12) zwei gegeneinander und in Anlagekontakt mit der Folienbahn (2) verfahrbare Platten (18, 18a, 19, 19a) hat, von denen wenigstens eine Platte (18, 18a, 19, 19a) beheizbar ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Platten (18, 19) einen gegenüber anderen Bereichen (22, 23) derselben Platte (18, 19) in bezug auf die Folienbahn (2) nah beabstandeten ersten Bereich (21) aufweist, so daß beim Gegeneinanderfahren der beiden Platten (18, 19) unter Einwirkung von wärme und Druck die Folienbahn (2) derart plastisch verformt wird, daß Material der Folienbahn (2) aus dem ersten Bereich (21) in die anderen Bereiche (22, 23) verdrängt wird.
Thermoformmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Platten (18, 19) beheizt ausgebildet sind.
Thermoformmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß beide Platten (18, 19) jeweils einen ersten Bereich (21) und andere Bereiche (22, 23) aufweisen.
Thermoformmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Bereich (21) den Boden (6) des Behälters (3) ausbildet, und daß die anderen Bereiche (22, 23) die Seitenwand (7) des Behälters (3) ausbilden.