DE2428578A1 - Vorrichtung zum thermoplastischen tiefziehen von folien, insbesondere zum auskleiden poroeser behaelter, mittels eines vorziehstempels und eines danach wirksam werdenden differenzdrucks - Google Patents

Description

• Vorrichtung zum thermoplastischen Tiefziehen von Folien, insbesondere zum Auskleiden poröser Behälter, mittels eines Vorziehstempels und eines danach wirksam werdenden Differenzdrucks Zum Auskleiden poröser Behälter, beispielsweise von Papierbechern verwendet man aus Gründen der Materialersparnis möglichst dünne Folien. Bei bekannten Vorrichtungen zum Auskleiden poröser Behälter mit thermoplastischer Folie im Tiefziehverfahren sind der Dicke nach unten hin jedoch Grenzen gesetzt , weil selbst geringfügige Ungleichäßigkeiten in den Materialeigenschaften und der Temperatur der Folie eine ungleichmäßige Dehnung derselben im Tiefziehverfahren bewirken können. Die Dicke der Folie muß daher so groß gewählt werden, daß auch in dem Bereich stärkster Dehnung der Folie eine ausreichend dichte Auskleidung erzielt wird.
• Insbesondere sind es Temperaturunterschiede, die zu Wandstärkenungleichmäßigkeiten führen können, da sich die Folie in wärmeren Bereichen stärker reckt als in kälteren. Solche Temperaturunterschiede können beispielsT weise schon durch ungleichmäßiges Auftreffen der Verformungapreßluft hervorgerufen werden.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zu schaffen, die solche Ungleichmäßigkeiten in der Foliendehnung ausschließen oder wenigstens vermindern können, so daß insbesondere beim Auskleiden poröser Behälter dünneres Folienmaterial verwendet werden kann.
• Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß die Vorrichtung Einrichtungen zum Anheften der Folie an den Vorziehstempel besitzt, die insbesondere aus Aussaugeinrichtung an der Stempeloberfläche oder einem die Folie gegen den Stempel klemmenden Gegenhalter gebildet sein können.
• Auf diese Weise wird außer der Einspannung der Folie am Rand der Form bzw. des auszukleidenden Behälters ein weiterer, zentral gelegener Fixpunkt geschaffen. Die Möglichkeiten zu einem unerwünschten Verzug der Folie werden dadurch erheblich eingeschränkt, weil die zum Verzug zur Verfügung stehenden Strecken von einer Durchmesserlänge auf weniger als die Hälfte reduziert sind.
• Damit die Anheftung wirksam ist, muß sie mindestens bis über das Einsetzen des Differenzdrucks hinaus andauern und zweckmäßigerweise auch länger bis zur Vollendung der Formgebung.
• Zu diesem Zweck sollte der Vorziehstempel bis auf den Boden der Form bzw. des auszukleidenden Behälters geführt werden.
• Die Erfindung wird im folgenden näher unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert. Darin zeigen: Fig. 1 Einen schematischen Axialschnitt durch eine eine Vorrichtung mit einem Vorziehstempel, der mit Saugvorrichtung versehen ist, und Fig. 2 eine Vorrichtung, bei der mit dem Voræiehstempel ein Gegenhalter zusammenwirkt.
• Gemäß Fig. 1 ist die Form 1 in bekannter Weise mit ihren Räumen 2 an eine Unterdruckquelle zum Zwecke des Tiefziehens anschließbar, sie enthält einen auszukleidenden Papierbecher 3. Der Rand der tiefzuziehenden Auskleidungsfolie 4 ist zwischen dem oberen Rand 5 der Form 1 und dem Spannrahmen 6 eingeklemmt. Oberhalb der Form befindet sich koaxial damit der Vorziehstempel 7, der während des Vorziehens in der strichpunktiert angedeuteten Weise in die Form eindringt, bevor der die Tiefziehoperation vollendende Differenzdruck im Raum 2 wirksam wird. Der Vorziehstempel 7 erreicht den Boden 8 des auszukleidenden Papierbechers 3 an einer Stelle, an der dieser von unten von einem Vorsprung 9 der Form abgestützt ist. Der Vorziehstempel enthält eine Bohrung 10, die in einer Ausnehmung 11 an seiner Spitze endet, die mit einem porösen oder vielfach durchbohrten Teil 12 abgeschlossen ist.
• Die tiefzuziehende Folie 4 wird im erhitzten Zustand in die Form eingesetzt und zwischen Formrand 5 und Spannrahmen 6 am Rand eingeklemmt. Danach wird der Vorziehstempel 7 herabgeführt, dessen Bohrungen 10, 11, mit Unterdruck beaufschlagt sind, so daß der Mittelteil der Folie 4 in dem Augenblick, in dem der Stempel sie berührt, daran angesaugt und festgehalten wird. Bei der anschließenden Bewegung des Vorziehstempels wird die Folie in der strichpunktierten Weise mitgenommen, wobei ihr eine seitliche elativbewegung gegenüber der Spitze des Vorziehstempels infolge ihrer Haftung verwehrt ist. Etwaiger Verzug kann daher nur zwischen dem Zentrum der Folie und dem Rand auftreten, nicht aber von der einen zur anderen Durchmesserseite. Da die meisten zu Verzug Anlaß gebanden Temperaturunterschiede in der Folie sich auf beträchtliche, einseitig gelegene Flächenbereiche erstrecken, wird dadurch nicht nur die Größe des in Kauf zu nehmenden Verzugs herabgesetzt sondern auch in einer Vielzahl von Fällen jeglicher Verzug vermieden. Wenn der Vorziehstempel die unterste Stelle erreicht hat, wird der die Tiefziehformung vollendende Differenzdruck, beispielsweise im Raum 2, eingeschaltet. Während dieser zweiten Phase der Tiefziehformung bleibt der Saugdruck an der Spitze des Vorziehstempels zweckmäßigerweise erhalten.
• Stattdessen kann auch vorgesehen sein, daß die Folie zwischen der Stempelspitze und dem Boden 8 des auszukleidenden Behälters bzw. dessen Abstützung 9 eingeklemmt wird.
• Selbstverständlich muß verhindert werden, daß die sich im plastischen Zustand befindende Folie in die Öffnungen des Saugeinsatzes 12 des Vorziehstempels eingesaugt oder von ihnen nachteilig verformt wird. Zu diesem Zweck genügt es, die Öffnungen ausreichend klein auszuführen.
• Ein weiteres Mittel zur Vermeidung unerwünschter Beeinflussung der Folie durch die Saugeinrichtung besteht darin, daß die Folie in demjenigen Bereich, in dem sie von den Saugeinrichtungen erfasst wird, auf einer niedrigen Temperatur als im übrigen Tiefziehbereichgehalten wird, nämlich möglichst unterhalb der Verformungstemperatur.
• Die Haftwirkung kann dadurch auch intensiviert werden.
• Die örtlich unterschiedliche Erwärmung kann beispielsweise mit Hilfe von Kontakterwärmung erreicht werden, indem die Erwärmungskontaktfläche in der Mitte eine Auslassung erhält, so daß ein unmittelbarer Wärmeübergang auf die Folie in diesem Bereich nicht stattfindet.
• Die Anheftung der Folie an den Vorziehstempel durch Ansaugung empfiehlt sich insbesondere in denjenigen Fällen, in denen nicht von der Unterseite der Folie her ein zweites Klemmorgan wirken kann, also insbesondere bei der Auskleidung poröser Behälter. Wenn jedoch der Forminnenraum von unten her zugängig ist, kann auch eine Klemmung nach Figur 2 gewählt werden.
• Im Ausführungsbeispiel der Fig. 2 enthält die Form 1 unterhalb der mittels des Spannrahmens 6 auf die Form aufgespannten, tiefzuziehenden Folie 4 keinen auszukleidenden Behälter. Durch die Unterseite der Form kann daher ein Gegenhalter 13 eingeführt werden, der koaxial zu dem mit ihm zusammenwirkenden Vorziehstempel 7 verschiebbar ist und durch eine Feder 14 nach oben gedrängt ist.
• In diesem Beispiel ist angedeutet, daß zu dem unteren Formteil 1 ein oberer Formteil 15 hinzutreten kann, der dicht gegenüber dem Spannrahmen und dem Hals des Vorziehstempels abgeschl#ssen ist und zur Zuführung von Druckluft von der Oberseite der Folie 4 her zur Erzeugung des Differenzdrucks mit oder ohne zusätzlichen Unterdruck unterhalb der Folie 4. Eine solche Anordnung ist selbstverständlich auch im Beispiel der Fig. 1 verwendbar.
• Im Betrieb der Ausführung gemäß Fig. 2 wird der zentrale Teil der Folie 4 beim Niedergang des Vorziehstempels 7 zwischen diesem und dem federbelasteten Gegenhalter 13 eingeklemmt, und zwar mit der durch die Feder 14 erzeugten Kraft, die je nach Anwendungsfall in gewünschter Hohe einstellbar ist. Die weitere Abwärtsbewegung des Vorziehstempels 7 in die strichpunktierte Stellung führt den Gegenhalter 13 gegen die Federkraft mit, so daß die Klemmung ständig aufrechterhalten bleibt, bis der Vorziehstempel den Formboden erreicht hat und die Oberfläche des Kopfs 16 des Gegenhalters mit dem Formboden fluchtet.
• Danach setzt, wie üblich, der Differenzdruck zur Vollendung der Formgebung ein. Wird unterhalb der Folie 4 Unterdruck angewendet, so muß der Kopf 16 des Gegenhalters den Formboden ausreichend dicht abschließen. Wenn oberhalb der Folie Überdruck angewendet wird, kann dieser Überdruck so geführt sein, daß er nach vollständiger Ausbildung des tiefzuziehenden Gefäßes in eine Luftströmung übergeht, die die Folie abkühlt und dadurch die Rückstellung verhindert.
• Während anschließend der Gegenhalter 13 in der unteren Lage festgehalten wird, wird die Form geöffnet und der Vorziehstempel 7 aus der Form herausbewegt, wobei der Gegenhalter 13 anschließend dem fertigen Behälter aus der Form ausstößt.
• Die Erfindung ist nicht auf die Anwendung bei Drehkörpern beschränkt sondern kann auch durch unregelmäßige Querschnitte, insbesondere für eckige Querschnitte und unsymmetrische Körper verwendet werden. Es kommt lediglich darauf an, daß die Folie an einer geeigneten Stelle an dem Vorziehstempel angeheftet wird, wobei diese Stelle zweckmäßigerweise im oder nahe dem Schwerpunkt der dem Tiefziehprozeß zu unterwertenden ebenen Fläche gewählt wird.

Claims (6)

1. Pa tentansprüche

   Vorrichtung zum thermoplastischen Tiefziehen von Folien insbesondere zum Auskleiden poröser Behälter)mittels eines Vorziehstempels und eines danach wirksam werdenden Differenzdrucks, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen zum Anheften der Folie (4) an den Vorziehstempel (7) vorgesehen sind.
2. 2.) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zum Anheften der Folie (4) an den Vorziehstempel (7) von an eine Unterdrucksquslle anschließbaren Oberflächenöffnungen (12) des Vorziehstempels gebildet sind.
3. 3.) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zum Anheften der Folie (4) an den Vorziehstempel (7) von einem unter Einschluß der Folie gegen den Vorziehstempel preßbaren Gegenhalter (13,16) gebildet sind.
4. 4.) Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung nach einet der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anheftung der Folie an den Vorziehstempel bis über das Einsetzen des Differenzdrucks hinaus andauert.
5. 5.) Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anheftung der Folie an dem Vorziehstempel mindestens bis zum Erreichen des Formbodens andauert.
6. 6.) Verfahren nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie an der Stelle des Anheftens an den Vorziehstempel auf eine geringere Temperatur als ihr übriger Tiefziehbereich erwärmt wird.

   L e e r s e i t e