DE2547477B2

DE2547477B2 - Verfahren und Vorrichtung zum Tiefziehen einer Folie aus thermoplastischem Werkstoff

Info

Publication number: DE2547477B2
Application number: DE2547477A
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Maschinenfabrik Rissen 2000 Hamburg GmbH
Current assignee: Maschinenfabrik Rissen 2000 Hamburg GmbH
Priority date: 1975-10-23
Filing date: 1975-10-23
Publication date: 1980-05-22
Also published as: JPS5254578A; DE2547477C3; DE2547477A1; US4092201A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Tiefziehen einer Folie aus thermoplastischem Werkstoff, insbesondere zum Auskleiden eines luftdurchlässigen Behälters, wie eines Papierbechers, gemäß den Gattungsbegriffen der Ansprüche 1 bzw. 4 bzw. 5.

Bei bekannten Verfahren bzw. Vorrichtungen dieser Art (AT-PS 2 89 865, »Der Plastverarbeiter«, 1961, S. 469—474) ergeben sich häufig Schwierigkeiten bei der Anwendung hoher Verarbeitungsgeschwindigkeiten. Wenn z. B. luftdurchlässige Behälter mit der hohen Taktzahl von über 100 Hüben in der Minute mit dünnen Folien ausgekleidet werden, wenn also ein einzelner Arbeitsgang nur etwa V₂ Sekunde dauert, besteht die Gefahr, daß die zur Verformung der Folie verwendete

lu Preßluft diese so schnell abkühlt, daß sie ihre thermoplastischen Eigenschaften verliert, bevor sie bis in die äußersten Ecken gelangt ist Verwendet man zur Vermeidung dieses Mangels angewärmte Luft, so entsteht die Gefahr, daß die Folie sich nicht schnell

i) genug abkühlt, was zur Folge hat, daß sie sich nach der

Beendigung der Überdruckeinwirkung wieder etwas zurückstellt und dadurch in den äußersten Ecken den Kontakt zu der Bchälteroberfläche verliert.

Zwar ist es bei der Vakuumverformung großer Ziehteile, die in Folge der Materialdicke nur langsam abkühlen, bekannt, nach dem Tiefziehen, solange der Artikel durch den auf der einen Seite wirkenden Unterdruck in der vorgesehenen Form gehalten wird, von der anderen Seite her mittels einer preßluftpistole

2^r> zu kühlen (»Der Plastverarbeiter«, a. a. O.). Dies ist aber nur bei geringen Taktzahlen und bei Verwendung einseitig offener Formen denkbar, während die von der Erfindung vorausgesetzte Druckverformung bedingt, daß die der Form abgewandte Seite der Folie zur

JO Ausbildung des zur Formung verwendeten Überdrucks von einem Deckel abgeschlossen ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, das bzw. die hohe Arbeitsgeschwin-

*■> digkeit bei guter Formgenauigkeit gestattet.

Die erfindungsgemäße Lösung liegt in den kennzeichnenden Merkmalen der Ansprüche 1, bzw. 4 bzw. 5.

Vorzugsweise verwendet man für den Gasstrom der ersten Phase wärmeres Gas als für den Gasstrom der

*<> zweiten Phase. Dies ist jedoch nach einem weiteren Merkmal der Erfindung nicht unbedingt erforderlich. Vielmehr kann die Lufttemperatur in beiden Phasen gleich sein. Der unterschiedliche Kühleffekt beruht dann darauf, daß in der ersten Phase in Folge der geringeren

■fi Menge und Geschwindigkeit der eingeführten Luft der Kühleffekt gering bleibt, während in der zweiten Phase die Luft in starke Zirkulation und turbulente Bewegung kommt und dadurch eine wesentlich größere Kühlung ausübt.

Die Erfindung wird im folgenden näher unter Bezugnahme auf das Ausführungsbeispiel erläutert, das in der einzigen Figur der Zeichnung dargestellt ist. Sie zeigt schematisch einen halben Längsschnitt durch eine Tiefziehform.

« Es bezeichnen die Bezugsziffern: 1 einen Formbecher, 2 einen auszukleidenden Papierbecher, 3 die zur Auskleidung des Papierbechers tiefzuziehende Folie, 4 einen an Unterdruck anschließbaren Formraum, 5 einen Spannrahmen, 6 eine auf den Spannrahmen wirkende

bo Feder, 7 eine auf einen Deckel wirkende Feder, 8 den die Folie über den Spannrahmen 5 auf ihrer Oberseite luftdicht abschließenden Deckel, 9 und 10 zwei Druckluftanschlußleitungen und 11 einen Vorziehstempel.

Der Vorgang geht nun so vor sich, daß unter der Wirkung von Unterdruck im Raum 4 die Folie 3 in das Innere des Bechers 2 eingesaugt wird, wobei die Ausbildung dieses Folienkörpers mit oder ohne

Zuhilfenahme des Stempels 11 erfolgt Zur Unterstützung der Ausbildung der Folienform in Anlage an dem Becher wird Druckluft durch die Leitung 9 in dem von dem Deckel 8 abgeschlossenen Oberranm eingeführt bis die Folie ihre vorgesehene, genaue Form einnimmt Kann die Folie nicht mehr weiter zum Becher hin ausweichen, baut sich unter weiterer Druckluftzufuhr in dem durch den Deckel abgeschlossenen Oberraum ein erhöhter Druck auf, bis der Deckel sich unter Überwindung der Feder 7 nach oben abhebt Dadurch kann die Luft in Pfeilrichlung aus dem Oberraum austreten, und es tritt Turbulenz auf. 1st die Kühlung der turbulent bewegten Luft für sich noch nicht allein genügend, so wird in diesem Augenblick über die Rohrleitung 10 kalte Luft eingeblasen und die Luft aus der Rohrleitung 9 abgestellt Die kalte Luft bläst dann die warme Luft durch die beschriebene Abhebung des Deckels aus dem Oberraum heraus, und die bis dahin bereits voll ausgebildete Folie kühlt schnell genug ab, um in ihrer vorgesehenen Form einzufrieren, so daß sie 2« sich nicht wieder zurückstellen kann.

Die Feder 7 ist so dimensioniert daß sie von dem Druck im Oberraum unter dem Deckel 8 so lange nicht zusammengedrückt wird, als die plastische Folie noch ausweichen kann, weil sich so lange ein Druck nur in begrenzter Höhe einstellen kaniL Erst wenn überhaupt kein Ausweichen der Folie mehr gegen ihre Form (bzw. den Becher 2) möglich ist führt die weiter zugeführte Druckluft zu einer Druckerhöhung. Erst bei dieser weiteren Druckerhöhung darf der Deckel 8 gegen die Wirkung der Feder 7 ausweichen. Natürlich darf, wenn eine Anordnung dieser Art gewählt wird, nicht dieselbe Feder auf den Spannrahmen wirken, weil sich sonst der Spannrahmen abheben könnte und damit die Einspannung der Folie nicht mehr gewährleistet wäre.

Auf diese Weise kann der Übergang von der ersten Phase zur zweiten Phase genauestens selbsttätig gesteuert werden. Selbstverständlich wäre es stattdessen auch möglich, diesen Zeitpunkt empirisch zu ermitteln und das Einsetzen der kalten Luftströmung auf andere Weise zu steuern.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

1 Patentansprüche:

1. Verfahren zum Tiefziehen einer Folie aus thermoplastischem Werkstoff, insbesondere zum Auskleiden eines luftdurchlässigen Behälters, wie eines Papierbechers, bei dem die Folie im heißplastischen Zustand durch einen Gasstrom mit überatmosphärischem Druck von der dem Behälter abgewandten Seite her in den Behälter eingepreßt und darin bis zur Erstarrung abgekühlt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasstrom in zwei aufeinanderfolgenden Phasen eingeführt wird, wobei die erste Phase mindestens bis zur vollständigen Anlage der Folie am Behälter dauert und in der zweiten Phase der Gasstrom zur Formsicherung der Folie durch den Druckraum hindurchgeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man für den Gasstrom der ersten Phase wärmeres Gas als für den Gasstrom der zweiten Phase verwendet

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man für beide Phasen ein Gas derselben Temperatur verwendet.

4. Vorrichtung zum Tiefziehen einer Folie aus thermoplastischem Werkstoff, insbesondere zum Auskleiden luftdurchlässiger Behälter wie Papierbecher, die eine den auszukleidenden Behälter enthaltende Form, eine Spanneinrichtung zum Festspannen der tiezuziehenden Folie am Rand der Form, einen die Form und die Folie abdeckenden und dicht daran anschließbaren Deckel und eine Einrichtung zum Verbinden des Innenraums des Deckels mit einer Überdruckquelle umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (8) als Überdruckventil ausgebildet ist, das bei einem Druck öffnet, der unterhalb des Drucks der Überdruckquelle und oberhalb des für die vollständige Anpressung der Folie an den auszukleidenden Behälter erforderlichen Drucks liegt, indem er üurch Federkraft (7) mit einer dem öffnungsdruck entsprechenden Kraft in die Stellung gedrängt ist, in der er dicht mit der Form (1) verbunden ist.

5. Vorrichtung zum Tiefziehen einer Folie aus thermoplastischem Werkstoff, insbesondere zum Auskleiden von luftdurchlässigen Behältern wie Papierbechern, die eine den auszukleidenden Becher enthaltende Form, eine Spanneinrichtung zum Festspannen der tiezuziehenden Folie am Rand der Form, einen die Form und die Folie abdeckenden und dicht daran anschließbaren Deckel und eine Einrichtung zum Verbinden des Innenraums des Deckels mit einer Überdruckquelle umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Verbinden des Innenraums des Deckels mit einer Überdruckquelle so ausgebildet ist, daß nacheinander zwei verschiedene Überdruckquellen anschließbar sind, von denen die zuletzt anschließbare ein kälteres Gas als die zuerst anschließbare enthält.