DE19838290A1 - Formwerkzeug zur Herstellung von Bechern aus erwärmter thermoplastischer Kunststoffolie - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Formwerkzeug zur Herstellung von Bechern aus erwärmter thermoplastischer Kunststoffolie, bestehend aus Oberteil und Unterteil, zum Einbau in die Formstation einer Thermoformmaschine. Zur Erhöhung der Taktzahl ist es bekannt, den Formeinsatz zu kühlen. Dieses sollte im Bereich des Becherrandes verbessert werden, wodurch gleichzeitig eine gleichmäßigere Temperaturverteilung im Formeinsatz und Aufnahme entsteht. Dies wird erreicht, indem man zwei getrennte Kühlkammern im Bereich zwischen Formeinsatz und Aufnahme anordnet, die getrennt von einer Kühlmittelquelle aus angefahren werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Formwerkzeug zur Herstellung von Bechern aus erwärmter thermoplastischer Kunststoffolie durch Tiefziehen. Es besteht aus einem Oberteil und einem Unterteil, wobei beide relativ zueinander verschiebbar sind. Das Unterteil weist dabei die eigentlichen Formen für die Becher auf, das Oberteil die Matrize und Niederhalter. Ein solches Formwerkzeug wird in die Formstation einer Thermoformmaschine eingebaut. Die Verfahrensabläufe eines solchen Werkzeuges werden als bekannt vorausgesetzt und sind z. B. in der DE-OS 21 45 250 näher beschrieben.

Zur Erhöhung der Taktzahl ist es aus der DE 31 09 415 C1 bekannt, Teile des Unterteils des Formwerkzeuges zu kühlen, um damit durch Wärmeleitung auch eine Kühlung des Formeinsatzes und damit des Becherrandes zu erreichen. Der Becherrand weist am Becher die größten Materialstärke auf, folglich dauert seine Abkühlung am längsten und ist entscheidend mitbestimmend für die Taktzahl der Thermoformmaschine. Die DE 31 09 415 C1 lehrt die Kühlung einer Aufnahme für die Formeinsätze, die die Formeinsätze umgibt. Diese bekannte Kühlung hat den Nachteil, daß das Kühlwasser mit gleicher Temperatur über die ganze Höhe der Formeinsätze kühlt, also den Bereich des Becherrandes genauso wie den Bereich des Becherbodens. Es ist aber vorteilhaft, den Becherrandbereich aus den oben genannten Gründen stärker zu kühlen.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Kühlung des Formeinsatzes im Becherrandbereich zu verbessern, um eine Erhöhung der Taktzahl zu eineichen. Dies sollte vor allem auch dann möglich sein, wenn die Aufnahme zweigeteilt ist, und z. B. aus einer oberen Aufnahme aus Stahl und einer unteren Aufnahme aus Aluminium besteht. Gleichzeitig sollte gegebenenfalls eine bessere Gleichmäßigkeit der Temperatur innerhalb von Aufnahme und Formeinsatz erreicht werden.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß man über die Höhe des Formeinsatzes zwei getrennte Kühlkammern vorsieht, die separat angefahren und von einer Kühlmittelquelle aus versorgt werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist an Hand der schematischen Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 einen Querschnitt durch das gesamte Formwerkzeug, wobei die Aufnahme für die Formeinsätze über die ganze Höhe der Formeinsätze verläuft.

Fig. 2 eine Darstellung des Unterteiles, wobei die Aufnahme für die Formeinsätze zweigeteilt ist.

Das Formwerkzeug gemäß Fig. 1 besteht aus einem Oberteil 1 und einem Unterteil 2, die relativ zueinander verschiebbar sind und im Zusammenwirken eine Folie 3 zu einem Becher 4 tiefziehen und diesen ausstanzen. Hierzu weist das Unterteil 2 auf den eigentlichen Formeinsatz 5 mit einer Schnittkante 6, eine Aufnahme 8 und die Grundplatte 9, sowie je Formnest einen höhenbeweglichen Formboden 10. Der Formeinsatz 5 kann auch geteilt sein in einen eigentlichen Formeinsatz und einen ihm umgebenden Schnittstempel, der die Schnittkante 6 trägt. Bei einem nur formenden Werkzeug entfällt die Schnittkante 6. Das Oberteil 1 setzt sich zusammen aus der Matrize 11, den Niederhaltern 12, der Kopfplatte 13 und der Zwischenplatte 15, sowie einem Streckhelfer 14 pro Formnest. In jeder Bohrung 7 in der Matrize 11 sitzt eine Buchse 16, die oben eine Schulter 17 als Anschlag aufweist. Sie ist versehen mit einer ringsum verlaufenden Kammer 18. Über Bohrungen 19, 20 wird Kühlwasser zu- bzw. abgeführt und dient zur Kühlung der Niederhalter 12 insbesondere im Bereich der dem Becher 4 zugewanden Stirnseite.

Zwischen Aufnahme 8 und jedem Formeinsatz 5 sind zwei Kühlkammer 21, 22 eingearbeitet, wobei diese durch Ausfräsen in einem oder in beiden Teilen 8, 5 gebildet werden können. Beide Kühlkammern 21, 22 haben eigene Zuleitungen 23, 24 von einer Querbohrung 25, 26 aus, sowie entsprechende Ableitungen 27, 28 zu einer Querbohrung 29, 30. Auf diese Weise werden die Formeinsätze 5 gut umströmt.

Durch diese Trennung ist es möglich, die obere Kühlkammer 21 intensiver zu kühlen als die untere Kühlkammer 22, z. B. durch kälteres Wasser oder durch eine höhere Strömungsgeschwindigkeit des Wassers. Dadurch wird insgesamt ein ausgeglicheneres Wärmeprofil im Formeinsatz 5 und in der Aufnahme 8 entstehen, was sich positiv auf die Wärmeausdehnung des gesamten Unterteiles 2 auswirkt. Diese Gleichmäßigkeit kann man in Weiterbildung der Erfindung noch dadurch verbessern, daß man pro Kühlkreislauf einen Temperaturfühler 31, 32 in der Aufnahme 5 anordnet, wobei über diese Temperaturfühler 31, 32 jeweils die Wassermenge bzw. Wassertemperatur so geregelt wird, daß eine gleiche Temperatur an beiden Meßstellen entsteht.

Gemäß Fig. 2 ist die Aufnahme 8 zweigeteilt ausgeführt. Sie besteht aus der Aufnahme 33 im oberen Bereich des Formeinsatzes 5 und der Aufnahme 34, die einstückig mit der Grundplatte ausgeführt sein kann. In diesem Fall sind die Kühlkammer 21, 22 entsprechend in jeder dieser Aufnahmen 33, 34 angeordnet, d. h. die Trennlinie 35 der beiden Aufnahmen 33, 34 liegt zwischen den beiden Kühlkammern 21, 22.

Claims (3)

1. Formwerkzeug zur Herstellung von Bechern aus erwärmter thermoplastischer Kunststoffolie durch Tiefziehen, bestehend aus einem Oberteil mit einer Kopfplatte, einer Zwischenplatte und einer Matrize, sowie einem Unterteil mit Formeinsätzen, die in einer Aufnahme angeordnet sind und einer Einrichtung zum Kühlen der Formeinsätze, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Kühlen der Formeinsätze (5) aus zwei in Axialrichtung des Formwerkzeuges hintereinander angeordneten Kühlkammern (21, 22) besteht, die jeweils separat mit einer Kühlmittelquelle über Querbohrungen (25, 26) in Verbindung stehen.

2. Formwerkzeug nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich einer jeden Kühlkammer (21, 22) ein Temperaturfühler (31, 32) angeordnet ist, über den die Wassertemperatur bzw. die Wassermenge zu der zugeordneten Kühlkammer (21, 22) geregelt wird.

3. Formwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 2, bei dem die Aufnahme zweigeteilt ausgeführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennlinie (35) zwischen den beiden Kühlkammern (21, 22) verläuft.