DE2145250A1

DE2145250A1 - Vorrichtung zur herstellung von behaeltern aus thermoplastisch verformbaren kunststoff-folien

Info

Publication number: DE2145250A1
Application number: DE19712145250
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Anton Haeberle
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1971-09-10
Filing date: 1971-09-10
Publication date: 1973-03-15

Description

Vorrichtung zur Herstellung von Behältern aus thermoplastisch verformbaren Kunststof-Folien Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Herstellung von Behältern aus thermoplastisch verformbaren Kunststoff-Folien mittels axial zueinander verschiebbaren Ober- und Unterwerkzeugen, denen zur Halterung der Folie während des Ausformens ein Niederhalter zugeordnet ist, und betrifft eine zweckmässige und vorteilhafte Ausgestaltung des Niederhalters.
Bei der Herstellung von einseitig offenen Behältern aus einer thermoplastisch verformbaren Kunststoff-Folie, die bis zur Plastifizierung am oberen Rand einer Hohlform längs einer schmalen Zone luftdicht eingespannt und durch einen Druckunterschied vollständig in die Hohlform hineingedrückt. und an der Einspannstelle abgetrennt wird, ist es bereits bekannt, die Folie zunächst an der Einspannstelle schneidend zu erfassen. Dabei wird die Folie teilweise durchgekniffen und sie soll erst nach dem Ausblasen des Behälters vollständig abgeschert werden, so dass der Materialzusammenhang bis zur Fertigstellung des Behälters aufrechterhalten wird. Die Einspannung der Folie ist auf diese Weise zwar möglich, bei dünnen Folien ist dieses Verfahren jedoch nicht anwendbar, da eine ausreichende Halterung der Folie nicht gewährleistet werden kann.
Auch bedingt diese Art der Folieneinspannung einen erheblichen Aufwand an Steuermitteln, da die schweren Werkzeuge in exaktem Abstand zueinander stillgesetzt werden müssen. Oftmals treten aber dennoch Betriebsstörungen auf, und zwar dergestalt, dass an der Einspannstelle die Folie ausreisst und Druckluft aus dem Innenraum der Werkzeuge ausströmt, so dass eine Ausformung des Behälters nicht gegeben ist. Vielfach wird auch der Behälterrand ungleichförmig, da die Folie ungleichmässig ausgezogen wird und daher grosse Toleranzen in der Wandstärke des Behälterrandes auftreten.
Ferner ist es bei einer =Torrichtung mit axial zueinander verstellbaren Ober- und Untcnwerkzeugen bekannt, dass der obeln Rand des Unterwerkzeuges aron einem abgefederten Anpressring übergriffen wird, dessen Oberkante der Schräge des äusseren Randes des Oberwerkzeuges angepasst ist. Bei dieser Ausgestaltung eines Naederhaters ist zwar eine gute Einspannung der Folie gewährleistet, eine Steuerung, d.h. eine Erhöhung oder Minderung des Niederhalteanpressdruckes in Abhängigkeit von der jeweiligen Folienstärke und/oder deren Festigkeit ist jedoch nicht möglich. Vielmehnwird bei dieser Ausführung die Folie mit stets geringer werdender Kraft gehalten, da die Federkraft ständig abnimmt, so dass oftmals die Federn ersetzt bzw. um Behälter aus Folien unterschiedlicher Stärke herstellen zu können, ausgetauscht werden müssen. Unerwünschte Betriebsstörungen sind somit bei dieser Ausführung unvermeidbar.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen bei einer Vorrichtung zur Herstellung von Behältern aus thermoplastisch verformbaren Kunststoff-Folien erforderlichen Niederhalten zu schaffen, bei dem die Nachteile der vorbekannten Ausführungen nicht auftreten. Vor allem soll bei einfacher konstruktiver Ausgestaltung dessen Anpresskraft leicht zu verändern sein und ohne Schwierigkeiten an unterschiedlichen Folienstärken angepasst werden können, so dass stets eine gute Einspannung und Halterung der Folie bei der Herstellung des Behälters gegeben ist.
Gemäss der erfindung wird dies dadurch erreicht, dass der Niederhalter aus einem von Druckmittel beaufschlagbaren Kolben und einem mit diesem verbundenen Haltering besteht und axial verschiebbar innerhalb des Oberwerkzeuges angeordnet ist.
Zweckmässiger ist es hierbei, den Haltering des Niederhalters an seiner auf der Folie aufliegenden Stirnfläche derart auszubilden und zu bemessen, dass er in seinem Aussendurchmesser mit dem Aussendurchmesser des Unterwerkzeuges fluchtet. Auf diese Weise ist gewährleistet, dass der Niederhalter unmittelbar neben dem Oberwerkzeug auf die Folie drückt und diese somit während des Abtrennens und auch danach stets exakt gehalten ist.
Ausserdem ist es vorteilhaft, den Haltering des Niederhalters aflseiner auf der Folie aufliegenden Stirnfläche mit einer oder mehreren in diese eingearbeiteten umlaufenden Rillen, Nuten od. dgl. zu versehen und/oder dessen Stirnflächen mit einer konkav oder konvex gekrümmten Querschnittsform auszugestalten. Die Einspannung und vor allem die Ausbildung des Becherrandes kann auf diese Weise verbessert werden.
Der Kolben des Niederhalters kann ferner als Ringkolben ausgebildet und auf einem mit dem Oberwerkzeug und/oder dem Maschinenrahmen verbundenen Ansatzstück begrenzt verschiebbar gelagert werden, wobei dem Kolben zweckmässigerweise zwei wechselweise an die Vruckmittelzuführungsleitung anschliessbare Druckräume zuzuordnen sind.
Einer der Druckräume des Kolbens ist hierbei in vorteilhafter Weise von dem Oberwerkzeug und dem Ansatzstück und der andere Druckraum von dem Ansatzstück und dem Haltering des Niederhalters zu bilden, so dass eine äusserst kompakte Bauweise gegeben ist.
Ausserdem ist es aus konstruktiven Gründen zweckmässig, dass das Ansatzstück einen in den Haltering des Niederhalters eingreifenden Flansch oder dgl. aufweist, auf dem dieser verschiebbar und gegenüber dem Innenraum des Oberwerkzeuges druckdicht gelagert ist. Auf diese Weise ist es möglich, den innerhalb der Werkzeuge herrschenden Druck auf das Ansatzstück und damit auf den Maschinenrahmen zu leiten, ohne dass dieser auf den Kolben des Niederhalters einwirkt und von der Zustellkraft überwunden werden muss.
Zur Steuerung der ruckmuttelzufuhr in einen oder beide Druckräume und/oder zur Veränderung des Druckmitteldruckes in der Druckmittelzuführungsleitung ist es ferner angebracht, ein Steuergerät in die Druckmittelzuführungsleitung einzubauen.
Wird bei einer Vorrichtung zur Herstellung von Behältern aus thermoplastisch verformbaren Kunststoff-Folien ein gemäss der Erfindung ausgebildeter Niederhalter verwendet, so ist es möglich, dessen Anpresskraft leicht den jeweiligen Gegebenheiten anzupassen, so dass stets eine gute Einspannung und Halterung der Folie gegeben ist. Wird nämlich der Niederhalter aus einem von Druckmittel beaufschlagbaren Kolben und einem mit diesem verbundenen Ringraum gebildet, kann der Druckmitteldruck mit Hilfe des Steuergerätes leicht erhöht oder vermindert werden, so dass bei einem Folienwechsel keine Umrüstzeiten und Betriebsunterbrechungen auftreten. Vor allem aber wird die Einspannung der Folie gegenüber den vorbekannten Ausführungen erheblich verbessert, da Massabweichungen des denBehälterrand bildenden, zwischen dem Haltering und dem Unterwerkzeug eingespannten Folienteils während der Herstellung des Behälters nicht auftreten können. Auch ist es auf diese Weise möglich, durch eine entsprechende Formgebung des Halteringes den Behälterrand mitdnem Wulst zu versehen, an dem ein Behälterdeckel gut befestigt werden kann.
Der Bauaufwand und der Bauraum, der hierzu erforderlich ist, iSt äusserst gering. Dennoch ist stets eine sichere Halterung und Einspannung der Folie gewährleistet, so dass eine mit einem derartigen Niederhalter ausgestattete Vorrichtung zur Herstellung von Behältern aus thermoplastisch verformbaren Kunststoff-Folien mit hoher Arbeitsgeschwindigkeit gefahren werden kann.
Weitere Einzelheiten der gemäss der Erfindung ausgebildeten Vorrichtung zur Herstellung von Behältern aus thermoplastisch verformbaren Kunststoff-Folien sind dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel, das nachfolgend im einzelnen erläutert ist, zu entnehmen. Hierbei zeigt: Fig. 1 eine aus einem Ober- und einem Unterwerkzeug bestehende Vorrichtung mit einem in diese eingesetzten Niederhalter im Axialschnitt und Fig. 2 und 3 jeweils unterschiedlicheAusgestaltungen der an der Folie aufliegenden Stirnfläche des Niederhalters im vergröss&erten Maßstab.
Die in Fig. 1 dargestellte und mit dem Bezugszeichen 1 versehene Vorrichtung zur Herstellung von Behältern 3 aus einer thermoplastisch verformbaren Kunststoff-Folie 2 besteht aus einem, an einem Maschinenrahmen 13 angebrachten Oberwerkzeug 11 und einem in einen Halter 14 eingesetzten Unterwerkzeug 12.
In das Unterwerkzeug 12 ist hierbei des weiteren ein auswechselbarer Ansatz 15 eingesetzt, durch den die Form des Behälters 3 bestimmt ist und der zum Ausstossen des ausgeformten Behälters mittels eines nur zum Teil gezeigten Auswerfers axial verschiebbar ist. Ausserdem ist an dem Halter 14 ein Auflager 17 angebracht, das durch Federn 18 nachgiebig gehalten ist. Das Oberwerkzeug 11 und das Unterwerkzeug 12 sind mit Schneidkanten 19 bzw. 20 ausgestattet, durch die der mittels eines Vorreckstempels 21 bzw. der aus denen diesen eingearbeitete Kanal 22 in den Innenraum 23 einströmenden Druckluft auszuformenden Behälter 3 von der Folie 2 abgetrennt wird.
Damit die Folie 2 während des Ausformens des Behälters 3 und beim Abtrennen gut 3ingespannt ist, ist bei der Vorrictung 1 ein Niederhalter 31 vorgesehen, der aus einem von Druckmittel beaufschlagbaren Kolben 32 und einem Haltering 33 gebildet ist. Die Stirnfläche 34 des Halteringes, die an der Folie 2 aufliegt, kann hierbei, wie es in Fig. 2 dargestellt ist, gewölbt ausgebildet, oder gemäss Fig. 3 mit einer in diese eingearbeiteten Rille 35 versehen sein, in die die plastisch verformbare Folie 2 eingedrückt wird.
Dadurch ist nicht nur eine zuverlässige Abdichtung des Innenraumes 23 gegeben, so dass keine Druckluft entweichen kann und ein störungsfreier Betrieb gewährleistet ist, sondern gleichzeitig wird an dem Behälterrand 4 ein Wulst 5 geschaffen, an dem leicht ein Behälterdeckel zu befestigen ist.
Der Niederhalter 31 ist innerhalb des Oberwerkzeuges 11 angeordnet und verschiebbar auf einem Ansatzstück 36 gelagert, das mit dem Maschinenraum 13 fest verbunden ist. Ausserdem weist das Ansatzstück 36 einen Flansch 46 auf, in den eine Dichtung 48 eingesetzt ist, so dass der in dem Innenraum 23 herrschende Druck, der auch auf die Flanschfläche 47 wirkt, nicht auf den Kolben 32 weitergeleitet wird. Durch das Oberwerkzeug 11 und das Einsatz stück 36 bzw. das Einsatzstück 36 und den Haltering 33 werden somit die dem als Ringkolben mit dem von Druckmittel zu beaufschlagenden Flächen 39 und 40 ausgebildeten Kolben 32 zugeordneten Druckräume 37 und 38 geschaffen, denen Druckmittel aus einer Druckleitung 41 über ein mit einer Entlüftungsleitung 45 versehenen Steuergerät 42 und die Leitungen 43 bzw. 44 zuströmen kann.
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Druckraum 38 über die Leitung 44 an das Steuergerät 42 und dessen Entlüftungsleitung 45 ständig entlüftet und die Kolbenfläche 39 wird ständig von Druckluft beaufschlagt, so dass der Niederhalter 31 stets auf die Folie 2 gedrückt wird und diese immer gut gehalten bzw. eingespannt ist.
Beim Einfahren der Folie 2 zwischen das Oberwerkzeug 11 und das Unterwerkzeug 12, wie es in der linken Hälfte der Fig. 1 gezeigt ist, wird die Stirnfläche 34 des Halteringes 32 durch das Unterwerkzeug 12 und/oder durch den als Anschlag wirkenden Flansch 46 des Ansatzstückes 36 etwa fluchtend mit der Stirnfläche des Oberwerkzeuges 11 gehalten. Dagegen wird gemäss der rechten Hälfte der Fig. 1 der Niederhalter 31 während des Abtrennens des ausgeformten Behälters 3 von der Folie 2 durch das Unterwerkzeug 12 in das Oberwerkzeug 11 hineingedrückt. Durch die ständige Beaufschlagung der Druckfläche 39 ist auch dabei eine gute Einspannung des Behälterrandes 4 gewährleistet. Mit Hilfe des Steuergerätes 42 könnte zwar der Druck in dem Druckraum 37 abgebaut werden, da jedoch der in dem Innenraum 23 herrschende Druck nicht auf den Kolben 32 einwirkt, sondern von dem Flansch 46 aufgenommen wird, kann der Druckleitung 41 das zum Ausformen der Behälter 3 zur Verfügung stehende Druckmittel zugeleitet werden, so dass die Gegenkraft des Kolbens 32 nicht zu vermindern ist. Bei besonders dünnen Folien ist es aber ohne Schwierigkeiten möglich, die Haltekraft des Niederhalters hierbei abzusenken, um z.B. ein Zerquetschen des Behälterrandes 4 zuverlässig auszuschliessen.

Claims

i 3. t 11 t ta an s p 1 ii , ii e :

vorrichtung zur Herstellung von Behältern aus thermoplas@isch verformbaren Kunststoff-Folien mittels axial zu-@@inander verschiebbaren Ober- und Unterwerkzeugen, denen zur Halterung der Folie während des Ausformens ein Nie-@. rhalter zugeordnet ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Hiederhalter (31) aus einem von Druckmittel beau£-schlagbaren Kolben (32) und einem mit diesem verbundenen Haltering (S) besteht und axial verschiebbar innerhalb vlez; Oberwerkzeuges (11) angeordnet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Haltering (33) des Niederhalters (31) an seiner auf der Folie (2) aufliegenden Stirnflache (34) derart ausgebildet und bemessen ist, dass er in seinem Aussendurchmesser mit dem Aussendurchmesser des Unterwerkzeuges (12) fluchtet.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Haltering (33) des Niederhalters (31) an einer auf der Folie (2) aufliegenden Stirnfläche (34) mit einer oder mehreren in diese eingearbeiteten umlaufenden Rillen (35), Nuten od. dgl. versehen und/oder dass dessen Stirnflächen (34) eine konkav oder konvex gekrümmte Querschnittsform aufweist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (32) des Niederhalters (jl) als Ringkolben ausgebildet und auf einem mit dem Oberwerkzeug (11) und/oder dem Maschinenrahmen (13) verbundenen Ansatzstück (36) begrenzt verschiebbar gelagert ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass dem @olben (32) zwei wechselweise an die Druckmittelzuführungsleitung (41) anschliessbare Druckräume (37, 38) zugeordnet sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass einer der Druckräume (37) des kolbens (32) von dem Oberwerkzeug (11) und dem Ansatzstück (30) und der andere Druckraum (38) von dem Ansatzstück (36) und dem Haltering (32) des Hiederhalters (31) gebildet ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Ansatzstück (36) einen in den Haltering (33) des Niaderhalters (31) eingreifenden Flansch (47) od. dgl, aufweist, auf dem dieser verschietbar und gegenüber dem Innenraum (23) des Oberwerkzeuges (11) druckdicllt gelagert ist.

b. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Steuerung derDruckmittelzufuhr in einen oder beide. Druckräume (37, 38) und/oder zur Veränderung des Druckmitteldruckes in der Druckmittelzuführungsleitung (41) dieser ein Steuergerät (42) zugeordnet ist.