DE202018000842U1

DE202018000842U1 - Formwerkzeug

Info

Publication number: DE202018000842U1
Application number: DE202018000842.7U
Authority: DE
Original assignee: Kiefer Werkzeugbau GmbH
Current assignee: Kiefer Werkzeugbau GmbH
Priority date: 2018-02-17
Filing date: 2018-02-17
Publication date: 2019-05-22
Anticipated expiration: 2028-02-18

Abstract

Formwerkzeug zum Herstellen von Behältern (13) aus einer erwärmten thermoplastischen Kunststofffolie mittels Differenzdruck, bestehend aus einem Oberteil (1) mit einer Zuführung für Formluft und einem Unterteil (2) mit den Formen der herzustellenden Behälter (13) und mit je einem pro Formnest höhenverschiebbaren Formboden (6), der mit einer Auswerferstange (7) über eine mittels eines Werkzeugs (24) betätigbaren Befestigungseinrichtung verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungseinrichtung aus mindestens einem in der dem zu formenden Behälter (13) zugewandten Stirnseite des Formbodens (6) angeordneten Angriffspunkt (25) für das Werkzeug (24) besteht, wobei jeder Angriffspunkt (25) durch eine leicht abnehmbare Abdeckung (32, 37) verschlossen ist, die die gewünschte Kontur des Behälterbodens an dieser Stelle aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Formwerkzeug zum Herstellen von Behältern aus einer erwärmten thermoplastischen Kunststofffolie mittels Differenzdruck, bestehend aus einem Oberteil mit einer Zuführung für Formluft und einem Unterteil mit den Formen der herzustellenden Behälter und mit je einem pro Formnest höhenverschiebbaren Formboden, der mit einer Auswerferstange verbunden ist. Sie betrifft insbesondere die Art der Befestigung des Formbodens mit der Auswerferstange. Ein Austausch der Formböden ist beispielsweise erforderlich, wenn das Formwerkzeug umgebaut werden soll auf eine andere Bodengestaltung. Dies kann auch bei Einformung eines laufenden Produktionsdatums erforderlich sein. Oder um Behältern mit einer anderen Höhe herstellen zu können. Bei einer Schraubverbindung besteht immer die Gefahr, dass die Befestigung zu stark angezogen ist oder festsitzt und seitlich am Formboden angesetzte Werkzeuge beim Lösen abrutschen und den Formboden oder andere Teile des Formwerkzeugs beschädigen.
Bei einem aus der DE 44 34 511 C2 bekannten Formwerkzeug erfolgt die Verbindung zwischen Formboden und Auswerferstange in der Weise, dass die Auswerferstange an der Verbindungsstelle verdickt und mit einem Innenkonus versehen ist. Der Formboden weist einen entsprechenden Außenkonus auf. Über eine Schraube erfolgt die Verbindung beider Teile. Nachteilig bei dieser Bauweise ist die hohe Präzision, die an die Konusverbindung gestellt wird. Geringste Durchmesserabweichungen haben ein anderes Eintauchmaß in axialer Richtung zur Folge. Um einen Formboden von der Auswerferstange lösen zu können muss er sehr weit aus dem Formnest herausgefahren werden, damit eine Zugänglichkeit der seitlich angeordneten Schraubverbindung gegeben ist. Dies ist in bestimmten Fällen nachteilig.
Aus der DE 195 32 571 C1 ist ein Formwerkzeug bekannt, bei dem zwar die Probleme der Konusverbindung gelöst sind, die Befestigungsschraube aber ebenfalls seitlich sitzt, sodass, um einen Formboden von der Auswerferstange lösen zu können, dieser ebenfalls sehr weit aus dem Formnest herausgefahren werden muss.
In der DE 298 14 479 U1 ist ein Formwerkzeug beschrieben, bei dem eine Verrastung zwischen Formboden und Auswerferstange, die über eine bekannte Konusverbindung mit den beschriebenen Nachteilen versehen ist, über Kugeln erfolgt. Um die Verbindung zu lösen ist der Einsatz eines speziellen Werkzeugs erforderlich. Das Lösen und Befestigen kann dabei nur bei frei zugänglichem Formboden erfolgen, dieser muss also dazu wiederum weit aus dem Formnest herausgefahren werden.
Aus der DE 203 19 529 U1 ist ein Formwerkzeug bekannt, bei dem bei einer Konusverbindung mit Verrastung über Kugeln eine Zentralverriegelung vorgesehen ist, mit der alle Formböden auf einmal entriegelt/verriegelt werden können. Abgesehen von dem hohen Aufwand, der das Formwerkzeug verteuert, benötigt diese Art der Verriegelung viel Platz, der meist nicht vorhanden ist, insbesondere nicht bei mehrreihigen Formwerkzeugen.
Aus der DE 20 2009 016 031 U1 ist ein Formwerkzeug bekannt, bei dem der Formboden über eine Gewindeverbindung mit der Auswerferstange verbunden wird. Dazu ist ein Adapterelement mit entsprechenden Gewinden vorgesehen. Die Zentrierung erfolgt über einen Konus mit den beschriebenen Nachteilen. Zum Lösen/Befestigen eines Formbodens sind an diesem seitlich Bohrungen angebracht. Um ein Werkzeug ansetzen zu können ist also auch hier ein größerer Hub des Formbodens für die Zugänglichkeit erforderlich.
In der DE 10 2009 005 616 B4 wird ein Formwerkzeug beschrieben, bei dem eine Verrastung über Kugeln zwischen Formboden und Auswerferstange erfolgt. Zum Lösen bzw. Verriegeln der Verbindung ist eine Arretierhülse vorgesehen, wobei alle Arretierhülsen des Formwerkzeugs mit einer Platte verbunden sind. Das Lösen/Verriegeln erfolgt durch eine Verschiebung dieser Platte, erfordert folglich einen eigenen Antrieb. Diese Lösung ist aufwendig und teuer.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Verbindung zwischen Formboden und Auswerferstange so zu gestalten, dass ein Tausch von Formböden ohne große vorherige Verschiebung des Formbodens vorgenommen werden kann. Dazu sollten keine Spezialwerkzeuge und keine eigenen Antriebe erforderlich sein. Ihr Platzbedarf sollte gering sein, eine hohe Präzision der Bauteile sollte nicht erforderlich sein. Der Umbau sollte sich in kurzer Arbeitszeit realisieren lassen. Die Gefahr einer Beschädigung von Teilen des Formwerkzeugs, bedingt durch festsitzende Formböden, oder seitlich am Formboden anzusetzende Werkzeuge sollte reduziert werden.
Gelöst ist diese Aufgabe erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Hauptanspruches angegebenen Maßnahmen. Es wird dadurch erreicht, dass die Verbindung der Bauteile direkt von der Stirnseite des Formbodens her erfolgen kann über dort angeordnete Angriffspunkte für ein relativ einfaches Werkzeug. Da diese Angriffspunkte bezüglich ihrer Gestalt von der gewünschten Form des Behälters abweichen werden diese Angriffspunkte durch eine leicht abnehmbare Abdeckung verschlossen, die der Form des Behälters im Bodenbereich angepasst ist. Ein Tausch der Formböden ist bei gekippten und noch in der Thermoformmaschine eingebauten Formwerkzeugen wesentlich erleichtert.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung und vorteilhafte Weiterbildungen sind anhand der schematischen Zeichnungen näher beschrieben.
Es zeigt:

1 einen Schnitt durch das Formwerkzeug.
2 einen vergrößerten Schnitt durch den Formboden.
3 einen Schnitt entlang der Linie C - C in 2.
4 eine Variante der Gestaltung des Formbodens.
5 eine Abdeckung für den Angriffspunkt.
6 Eine Variante der Abdeckung für die Angriffspunkte.

Die Erfindung wird anhand eines kombiniert formenden und stanzenden Formwerkzeugs beschrieben, wie es heute vorwiegend für Massenartikel wie Trinkbecher, Joghurtbecher oder Margarinebecher eingesetzt und in eine Thermoformmaschine eingebaut wird. Es besteht aus zwei Formhälften, dem Unterteil 1 und dem Oberteil 2 Dabei setzt sich das Unterteil 1 aus einer Grundplatte 3, dem Kühlblock 4, eingesetzten Schnittstempeln 5 mit Behälterkontur und Formböden 6, verbunden mit einer Auswerferstange 7, zusammen. Die Anordnung der einzelnen Formnester im Kühlblock 4 kann einreihig oder mehrreihig sein. Jede Reihe kann mehrere Formnester aufweisen. Das Oberteil 2 weist eine an einer Zwischenplatte 8 montierte Schnittplatte 9 und auf der anderen Seite eine Kopfplatte 10 auf. In der Schnittplatte 9 sind Durchbrüche 11 entsprechend der auszustanzenden Kontur der Behälter 13 vorgesehen. In jedem Durchbruch 11 sitzt ein topfförmiger Niederhalter 12, der nach hinten in einen Schaft 14 übergeht. Im Schaft 14 gleitet in einer zentralen Bohrung die Stange 15, die den Streckhelfer 16 trägt. In der Zwischenplatte 9 sind Bohrungen 17 mit größerem Durchmesser als die Durchbrüche 11 angeordnet. Zwischen Niederhalter 12 und Boden der Bohrung 17 sitzt eine Druckfeder 18 zur Erzeugung einer Niederhalterkraft. Über Bohrungen 19, 20 wird Formluft ins Innere der Niederhalter 12 für die Druckluftformung der Behälter 13 geleitet.
Die Erfindung betrifft die Gestaltung der Befestigungseinrichtung für den Formboden 6 mit der zugehörigen Auswerferstange 7. Gemäß einer ersten Ausführungsform - siehe 2 und 3 - weist die Auswerferstange 7 am oberen Ende einen Gewindezapfen 21 auf, der in einen Bund 22 übergeht. Der Formboden 6 hat ein Innengewinde 23, mit dem er auf den Gewindezapfen 21 und gegen den Bund 22 aufgeschraubt wird. Dazu dient ein schematisch dargestelltes Werkzeug 24, das axial aufgesetzt und in Wirkverbindung mit einem Angriffspunkt 25 gebracht werden kann. Dieser Angriffspunkt 25 wird gebildet durch eine in eine Bohrung 26 im Formboden 6 eingesetzte Hülse 27. Diese Hülse 27 ist innen mit einem Durchbruch mit einer eckigen Kontur 34 versehen, also beispielsweise viereckig wie in 3 gestaltet. Es sind andere Formen wie dreieckig oder sechseckig verwendbar. Das Werkzeug 24 ist entsprechend gestaltet und vorzugsweise mit einem einstellbaren Drehmoment versehen. Die Hülse 27 sitzt zurückgesetzt um ein Maß A im Formboden 6 und wird durch einen horizontal oder vertikal angeordneten Stift 28 am Verdrehen gehindert. Am Boden der Hülse 27 ist eine Bohrung 29 in den Formboden 6 eingearbeitet, in der ein Magnet 30 in Form eines Dauermagneten befestigt ist, z. B. durch Einkleben. Die Bohrung 26 ist entweder durchgängig bis zur Oberfläche des Formbodens 6 oder im oberen Bereich erweitert durch eine vergrößerte Bohrung 31 wie dargestellt. In jedem Fall sitzt in dieser Bohrung 26, 31 eine diese Bohrung 26, 31 ausfüllende Abdeckung 37 in Form eines Bolzens 32 mit einer Stirnfläche 41, der einen Absatz 33 mit einer Stirnfläche 42 aufweist, der durch die Kontur 34 bis zum Magnet 30 verläuft. Auf diese Weise wird einerseits eine Befestigung des Bolzens 32 mit einer magnetischen Kraft erreicht, andererseits ist die Oberfläche des Formbodens 6 durch die Abdeckung 37 wieder so gestaltet, wie es die Form des herzustellenden Behälters 13 erfordert.
Beim Tausch eines Formbodens 6 wird wie folgt vorgegangen. Mittels eines nicht dargestellten Werkzeugs, das einen starken Magneten aufweist, wird der Bolzen 32 an der Stirnfläche 41 erfasst und gegen die Kraft des Magneten 30 abgezogen. Mittels des Werkzeugs 24 erfolgt das Abschrauben des Formbodens 6 und ggf. das Einschrauben eines neuen Formbodens 6. Dann wird der Bolzen 32 eingesetzt und dieser hält durch den Magneten 30. Das Ganze erfolgt allein durch axiale Betätigung von Werkzeugen, sodass dieser Tausch bei nur gering axial verschobenem Formboden 6 vorgenommen werden kann.
In 4 ist eine Variation der Befestigungseinrichtung dargestellt, die bei einer bestimmten Gestaltungsform des Formbodenbereichs Vorteile bietet. Und zwar insbesondere dann, wenn der Abstand zwischen der Stirnseite des Formbodens 6 und der im Formboden 6 vorgesehenen Kühlbohrung relativ gering ist. In diesem Fall werden zwei Angriffspunkte 25 für ein Werkzeug 24 im Abstand B vorgesehen, wobei diese Angriffspunkte 25 aus zwei Bohrungen 35 im Formboden 6 bestehen. Diese Bohrungen 35 sind entweder ohne Buchse 36 ausgeführt oder mit einer Buchse 36 versehen, wobei die Buchse 36 aus Verschleißgründen aus festem Stahl bestehen kann. Sie weist in diesem Fall eine runde Bohrung auf. Am Grunde der Bohrungen 35 ist je ein Magnet 30 angeordnet. Um die beiden Angriffspunkte 25 während der Produktion des Formwerkzeuges abzudecken ist eine Abdeckung 37 angebracht, die mit der Stirnfläche 42 der Zapfen 38 in Wirkverbindung mit je einem Magneten 30 stehen. Zum Lösen der Formböden 6 wird über ein Werkzeug mit stärkerem Magnet die Abdeckung 37 an der Stirnfläche 41 ergriffen und abgehoben. Mittels eines Werkzeugs 24, das dann mit zwei Zapfen 39 versehen ist, erfolgt das Lösen/Verbinden eines Formbodens 6.
Eine Variante der Magnetbefestigung ist in 6 dargestellt. In diesem Fall wird der Magnet 30 nicht im Formboden 6 befestigt, sondern an der Unterseite des Bolzens 32, der den Angriffspunkt 25 verschließt. Dabei kann man den Magneten 30 entweder direkt an der Stirnfläche 42 des Bolzens 32 anordnen (6 rechts dargestellt) oder in dieser eine Bohrung 40 vorsehen (6 links dargestellt), die den Magneten 30 aufnimmt. Beide Lösungen reduzieren den Platzbedarf in der Höhe.
Analog ist es möglich, den Magneten 30 an der Unterseite 42 der Zapfen 38 anzuordnen, der dann mit dem Boden der Bohrung 35 in Wirkverbindung steht.
Beschrieben sind anhand der Beispiele magnetische Verbindungen zwischen Formboden 6 und Abdeckung 37. Prinzipiell könnten auch mechanische Verrastungen vorgesehen werden, die aber alle einen höheren Aufwand und einen größeren Platzbedarf bedingen würden.
Bezugszeichenliste

1: Unterteil
2: Oberteil
3: Grundplatte
4: Kühlblock
5: Schnittstempel
6: Formboden
7: Auswerferstange
8: Zwischenplatte
9: Schnittplatte
10: Kopfplatte
11: Durchbruch
12: Niederhalter
13: Behälter
14: Schaft
15: Stange
16: Streckhelfer
17: Durchbruch
18: Druckfeder
19: Bohrung
20: Bohrung
21: Gewindezapfen
22: Bund
23: Innengewinde
24: Werkzeug
25: Angriffspunkt
26: Bohrung
27: Hülse
28: Stift
29: Bohrung
30: Magnet
31: Bohrung
32: Bolzen
33: Absatz
34: Kontur
35: Bohrung
36: Buchse
37: Abdeckung
38: Zapfen
39: Zapfen
40: Bohrung
41: Stirnfläche
42: Stirnfläche

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 4434511 C2 [0002]
DE 19532571 C1 [0003]
DE 29814479 U1 [0004]
DE 20319529 U1 [0005]
DE 202009016031 U1 [0006]
DE 102009005616 B4 [0007]

Claims

Formwerkzeug zum Herstellen von Behältern (13) aus einer erwärmten thermoplastischen Kunststofffolie mittels Differenzdruck, bestehend aus einem Oberteil (1) mit einer Zuführung für Formluft und einem Unterteil (2) mit den Formen der herzustellenden Behälter (13) und mit je einem pro Formnest höhenverschiebbaren Formboden (6), der mit einer Auswerferstange (7) über eine mittels eines Werkzeugs (24) betätigbaren Befestigungseinrichtung verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungseinrichtung aus mindestens einem in der dem zu formenden Behälter (13) zugewandten Stirnseite des Formbodens (6) angeordneten Angriffspunkt (25) für das Werkzeug (24) besteht, wobei jeder Angriffspunkt (25) durch eine leicht abnehmbare Abdeckung (32, 37) verschlossen ist, die die gewünschte Kontur des Behälterbodens an dieser Stelle aufweist.
Formwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung zwischen Abdeckung (32, 37) und Formboden (6) kraftschlüssig durch einen Magneten (30) erfolgt.
Formwerkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Angriffspunkt (25) aus einer zentralen Bohrung (26) besteht, in die eine Hülse (27) mit einer im Innern von einem runden Querschnitt abweichenden Kontur (34) eingesetzt ist und einen am Boden der Bohrung (26) befestigten Magneten (30), wobei die Abdeckung (37) aus einem Bolzen (32) mit einem Absatz (33) besteht, dessen Stirnfläche (42) mit dem Magnet (30) in Wirkverbindung steht und wobei die Stirnfläche (41) des Bolzens (32) die gewünschte Kontur des Behälterbodens an dieser Stelle aufweist.
Formwerkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Angriffspunkt (25) aus einer zentralen Bohrung (26) besteht, in die eine Hülse (27) mit einer im Innern von einem runden Querschnitt abweichenden Kontur (34) eingesetzt ist, wobei die Abdeckung (37) aus einem Bolzen (32) mit einem Absatz (33) besteht, an dessen Stirnfläche (42) ein Magnet (30) angeordnet ist, der mit der Grundfläche der Bohrung (26) in Wirkverbindung steht und wobei die Stirnfläche (41) des Bolzens (32) die gewünschte Kontur des Behälterbodens an dieser Stelle aufweist.
Formwerkzeug nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontur (34) als Vierkant, Dreikant oder Sechskant ausgebildet ist.
Formwerkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Angriffspunkte (25) im Formboden (6) im Abstand (B) angeordnet sind, bestehend aus je einer Bohrung (35), an deren Boden ein Magnet (30) angeordnet ist, und dass die Abdeckung (37) zwei Zapfen (38) im Abstand (B) aufweist, deren Stirnfläche (42) mit dem zugeordneten, im Formboden (6) befestigten Magneten (30) in Wirkverbindung steht.
Formwerkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Angriffspunkte (25) im Formboden (6) im Abstand (B) angeordnet sind, bestehend aus je einer Bohrung (35), und dass die Abdeckung (37) zwei Zapfen (38) im Abstand (B) aufweist, deren Stirnfläche (42) mit einem Magneten (30) versehen ist, der mit dem Boden der Bohrung (35) im Formboden (6) in Wirkverbindung steht.
Formwerkzeug nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass in die Bohrungen (35) je eine Hülse (27) als Verschleißschutz eingesetzt ist.
Formwerkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verrastung zwischen Abdeckung (37) und Formboden (6) in Form einer formschlüssigen Verrastung ausgebildet ist.