DE2631084B2 - Vorrichtung zum Herstellen eines Behälters aus thermoplastischem Schaumkunststoff mit Randwulst - Google Patents

Vorrichtung zum Herstellen eines Behälters aus thermoplastischem Schaumkunststoff mit Randwulst

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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen eines Behälters aus thermoplastischem Schaumkunststoff, bei welcher zwischen einer Matrize und einer Patrize ein dem Behälter entsprechender, heizbarer Formraum begrenzt wird, in welchem am auf die Patrize umgelegten Bodenrand einer röhrenförmigen Hülse aus Schaumkunststoff-Folie eine Bodenplatte befestigbar ist und bei der auf dem Rand der zwischen der Matrize und der Patrize eingespannten Hülse ein Stempel zum Anformen eines Randwulstes verschiebbar ist
Eine derartige Vorrichtung ist bereits aus der DE-OS 61 038 bekannt.
Diese bekannte Vorrichtung ist insofern nachteilig, als die damit hergestellten becherförmigen Behälter häufig Undichtigkeiten an der Verbindungsstelle von Bodenplatte und Bodenrand aufweisen und weil die mit tier bekannten Vorrichtung hergestellten Behälter sehr häufig unschöne Verwerfungen und Oberflächenungleichmäßigkeiten beim Ausbilden des Randwuistes erleiden. Bei der bekannten Vorrichtung ist der zwischen Matrize und Patrize vorhandene Formraum so
SÜSgWtnfClf W«m GlV «.iiiitiiwi ßvgwmwvi Jiviiviiubii Formwandungen von Matrize und: Patrize parallel und in gleichmäßigem Abstand zueinander angeordnet sind. Wird nun zum Ausformen des Randwulstes Druck auf den fließfähig erwärmten Kunststoff ausgeübt, der sich im Formraum befindet, so neigt das Kunststoffmaterial dazu, sich nicht in den Formraum für den Randwulst,
■IG sondern zumindest teilweise in den relativ größeren Formraum für den Behältermantel hineinpressen zu lassen, was den Materialfluß im Bereich des Randwulstes behindert
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Gattung so auszubilden, daß Behälter hergestellt werden können, bei denen die Bodenplatte stets dicht mit der Hülse verbunden ist und bei denen an den Seitenwänden keine
Μ Verwerfungen oder Oberflächenunregelmäßigkeiten auftreten.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst daß an der inneren Oberfläche der Matrize oder an der Außenoberfläche der Patrize wenigstens eine mit dem
¥> umgelegten Bodenrand in Anlage bringbare ringförmige Leiste vorgesehen ist deren Höhe 50 bis 90% des der Wandstärke des Behältermantels entsprechenden Formraums beträgt und daß im Ubergangabschnitt vom Formraum für den Behältermantel zum Formraum für den Randwulst die Stärke des Formraums nur 20 bis 70% des der Wandstärke des Behältermantels entsprechenden Forrnraunis entspricht
Der mit Hilfe der Erfindung erzielbare technische Fortschritt ist in erster Linie darin zu sehen, daß als Folge der ringförmigen Leiste eine sichere Befestigung der Bodenplatte an den umgebogenen Bodenrändern des Behältermantels gewährleistet ist Dadurch, daß auch Sorge dafür getragen ist, daß im Übergangsab-
schnitt der Formräume für Behältermantel und Randwulst eine Verengung des zur Verfugung stehenden Formraumes vorgesehen ist. wird eine saubere Ausbildung des Randwulstes gewährleistet, da dank der Verengung das Kunststoffmaterial wenigstens in gewissem Ausmaß daran gehindert ist in den Formraum für den Behältermantel auszuweichen.
Vorzugsweise sind zusätzlich zur ringförmigen Leiste noch getrennte Vorsprünge vorgesehen. Außerdem hat es sich als vorteilhaft herausgestellt daß die Oberseite der Leiste eben ausgebildet ist Ferner kann vorgesehen sein, daß die ringförmige Leiste und die Einzelvorsprünge die gleiche Höhe haben.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß im Übergangsabsch-'tl der Formräume für den Behälterrnantei i'nd den ' iruiwulst die Verringerung der Formwandssärke kon»"-uierlich verläuft Dabei hat es sich als vorteilhaft herausgestellt daß die Verringerung der Fornr "dstärke durch eine entsprechende Formgebung .*€> Patrizenoberffäche gebildet ist Es kann >-.och die Verringerung der Formwandstärke bzw. Formiiohiraumstärke auch durch eine entsprechende Formgebung der Matrizencberliäche gebildet sein.
Der den Randwulst formende Stempel hat vorzugsweise eine Ebene oder leicht konvexe Oberflächengestalt wobei über den gesamten Umfang des Stempels Vorsprünge vorgesehen sein können. Diese nach unten gerichtete Verlängerungen der Matrize darstellenden Vorsprünge sind vorzugsweise so dimensioniert, daß die Höhe zwischen dem Grund eines Vorsprunges und der Oberseite eines nächsten Vorsprunges 25 bis 75% der Höhe des Randwulstes beträgt Dabei hat es sich rJs vorteilhaft herausgestellt daß die Vorsprünge sägezahnartig ausgebildet sind.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert In dieser zeigt
F i g. 1 eine Draufsicht auf eine nur in einer Richtung schrumpfbaren thermoplastischen Schaumkunststofffolie.
F i g. 2 eine perspektivische Darstellung einer röhrenförmige,. Hülse, die durch Schrumpfen aus der in F i g. 1 dargestellten Folie hergestellt ist und eine in Längsrichtung verlaufende Klebe- oder Schweißnaht aufweist
Fig.3 einen Schnitt durch eine Patrize mit einer darauf gesetzten Hülse gemäß F i g. Z
F ig/4 einen Schnitt durch die Anordnung gemäß F i g. 3 nach einer Wärmeschrumpfb^handlung,
Fig.5 eine perspektivische Darstellung eines nach dem Wärmeschrumpfen von der Patrize entnommenen Behälter- Zwischepeivmgnisses,
Fig.6 eine perspektivische Darstellung eines mit einer Randwulst versehenen Behälters,
F i g. 7 und 8 Schnitte durch Patrize und Matrize der Vorrichtung nach der Erfindung,
F i g. 9 bis 1I vergrößerte Detaildarstellungen des Zusammenwirken! von Matrize und Patrize bei zwei verschiedenen Betriebszuständen.
Fig. 12a bis 14b SchnittdaiStellungen, die auf der Formoberfläche der Matrize ausgebildete Leisten und/oder Vorsprünge darstellen.
J lg. IJ ClIlCJl )?f.J»12KI UUILII UCII Γ UJIJ JJ iXUJJ J CIJI^I
herkömmlichen Vorrichtung.
F ί g. 16 bis 18 vergrößert dargestellte Schnitte durch in Randwulstnähe angeordnete Abschnitte des Formraums der Vorrichtung nach der Erfindung und
Fig. 19 bis 22 Darstellungen, die die Gestak und Wirkungsweise der MafrizenvorsprüngeerÜutem.
Das Herstellen eines Schaumkunststoff-Behalters erfolgt schema tisch in der Reihenfolge der Fig. I bis 6. Die in Fig.! dargestellte Schaumkunststoffolie mit Schrurfipineigung lediglich in einer Richtung wird Jurch eine Wärmebehandlung in die in F i g. 2 dargestellte Gestalt übergeführt wobei in Längsrichtung durch Kleben oder Schweißen eine Nahtverbindung hergestellt wird. Die rohrförmige Hülse gemäß F i g. 2 wird auf die in F i g. 3 dargestellte Patrize augesetzt und nach
ίο Anordnung einer Bodenplatte 5 zwischen der Patrize und einem ringförmigen Bodenrand 41 erfolgt das Verbinden des aus der röhrenförmigen Hülse 2 gebildeten Behäiterrohlinges mit der Bodenplatte 5. Es versteht sich, daß die Bodenplatte 5 aus einem nicht schrumpfenden Kunststoffmaterial besteht Ein derartiges Behälter-Zwischenerzeugnis 4 erfährt sodann eine Preßbeanspruchung im Bereich des in F i g. 4 dargestellten zylindrischen Abschnittes 42 um den Behälter aus der in Fig.5 dargestellten Gestalt in die in Fig.6 dargestellte Gestalt umzuformen. Wie ι ig.6 zu entnehmen, besitzt der Behälter einen Randwulst 9.
Wie der Zeichnung zu entnenmen. weist der für den Behältermantel vorgesehene Fo. ^hohlraum 7, der zwischen der Matrize 3 und der Patrize 3 ausgebildet ist eine Stärke auf, die geringer ist als die Stärke der Seitenwandungen des Behälter-Zwischenerzeugnisses 4. Außerdem weist der Formraum erfindungsgemäß wenigstens eine mit dem umgelegten Bodenrand 41 in Aniage bringbare ringförmige Leiste 11 auf. die
W durchgehend und einstückig entweder an der inneren Oberfläche der Matrize 6 oder an der Außenoberfläche der Patrize 3 ausgebildet ist Diese Leiste H ist so dimensioniert daß ihre Höhe 50 bis 90% des der Wandstärke des Behältermantels entsprechenden
H Formraumes 7 beträgt Mit anderen Worten hat die Leiste fl eine Höhe von 50 bis 90% der Breite des Formraumes 7. Beträgt beispielsweise die Dicke bzw. Wandstärke des dem Behältermantel entsprechenden Formraums 7 eine Abmessung von 7 mn», so wird diese Formraumstärke mit Hilfe einer Leiste auf einen Wert zwischen 33 und 0.7 mm verringert, die eine H«>he von 3,5 bis 6.3 mm und eine Breite von 03 bis 3,0 mm aufweist
Liegt die Höhe der Leiste ! 1 unter dein vorstehend
ti genannten Mindestwert so läßt sich die Bodenplatte 5 nicht fkissigkeitsdicht mit dem Beh^lterrohling verbinden. Beträgt die Höhe der Leiste ti jedoch mehr als vorstehend angegeben, so werde« die mit der Leiste in Berührung tretenden Abschnitte des Behältermaterials
5Π beim Pressen zu stark beansprucht Die Leiste f I kann, wie den F i g. i2a bis I4b zu entnehmen, als Einfachring, als Mehrfachring und als Kombination aus einem Ring 11 und einer Vieizihl von Vorsprüngen 11' ausgebildet sein. Wird eine durchgehende Leiste 11 zusammen mit
5" V Ursprüngen 11'verwendet, so sollten die Leiste und die Vorspiünge die gleiche Höhe aufweisen und sollten die Oberflächen dtr Leiste und der Vorsprung« 1Γ eben ausgebildet seia da spitz ausgebildete Obe; flächen den Behälter in dtr Vorrichtung beschädigen.
M) F»g. 9 zeigt eine Vorrichtung nach der Erfindung, bei welcher die Liiste U an d^r Innenoberfläche der matrize 6 ausgebiJdgi i5L Fig.3 zeigi den Bei/iebs/astand unmittelbar vor dem Verschweißen von Behälter 4 und Bodenplatte 5. Der nach dem Verschweißen 6ΐ herrschende Zustand ist in F i g, 10 dargestellt F i g. f ί zeigt daß die Le;<ite ί I im Gegensatz zu der Darstellung gemäß Fig.9 an der Formoberseite der Patrize .? vorgesehen sein kann. Werden mehr als eine riiigiörmi-
ge Leiste vorgesehen, so versteht sich, daß Sorge daftir zu tragen ist. daß der ringförmige Bodenrand 41 wenigstens von dem äußersten dieser Ringe beaufschlagt wird- Die Größe der Oberfläche der Leiste sowie gegebenenfalls der Einzdvorspröngc 11' ist so zu wählen, daß der Bodenrand 41 nicht perforiert oder zu stark geschwächt wird und das andererseits ein hinreichend festes Anpressen der Bodenplatte 5 an den Bodcnrand!4f crziclbar isl.
Die Fig. 16 bis 18 erläutern die erfindungsgemäße Ausbildung des Formraunis 7 im Bereich des Forntraums 72 für den Randwulst, wohingegen Fig. 15 die herkömmliche Formgebung in diesem Bereich des Formraumes zeigt. Im Übergangsabschnnt 74 vom Formraum 73 für den Bchäliermanicl zum Formraum 72 for den Randwulst 9 ist die Stärke des Fonnraumes so gewählt, daß sie lediglich 20 bis 70% des der Wandstärke des Behällcrmanlcls entsprechenden Fonnraums 7 entspricht. Auf diese Weise ist in der Nähe des Fonnraums 72 für den Randwulst 9 eine Verengung des Formraums erzielt. Dabei kann die Verringerung der Formwandstärke im Übergangsabschnitt 74 kontinuierlich, aber auch abgestuft verlaufen. So zeigt Fig. 16 einen stetigen Verlauf der Patrizenformwand und einen unstetigen Verlauf der Matrizenformwand. wobei die Formwand der Matrize 6 slei! in vertikaler Richtung vom unteren Ende der für die Behälterseitenwand bestimmten Formwand zum Fonnraum 72 für den Randwulst abfällt. Fig. 17 zeigt eine abgestufte Formgebung der Palrizenformfläche. während Fig. 18 eine mit Fig. i6 vergleichbare Ausbildung zeigt, in welcher die Patrizenoberflächc ttetig verläuft aber die Patrizenformoberfläche eine Abstufung aufweist
Der verengte Obergangsabschnitt 74 sollte sich über den gesamten Umfang der Randwulst 9 erstrecken, da Unterbrechungen dieses verengten Obergangsabschnitles zu Störungen im Materialfluß führen können.
Die Abmessung des Obergangsabschnitts 74 in Richtung vom Randwulst zuir Behälterboden beträgt weniger als '/, und vorzugsweise weniger als 1A der Höhe des hergestellten Bechergefäßes.
Zum Auspressen der Randwulst 9 ist ein Stempel 8 vorgesehen, der gesondert von der Patrize 3 und/oder der Matrize 6 im Fonnraum 72 für den Randwulst 9 verschieben ist. wie den F i g. 7 und 8 sowie 15 bis 18 zu entnehmen. Gemäß F i g. 7 kann der Stempel verschieblich zwischen der Patrize und der Matrize angeordnet sein, während F i g. 8 einen Stempel zeigt der einen Teil der Matrize 6 bildet. Für die meisten Zwecke ist es ausreichend, daß der den Randwulst 9 formende Stempel 8 über eine Strecke von mehr als 3OmIn verschiebbar ist Dabei ist die Oberseite des Stempels 8 vorzugsweise eben oder leicht konvex gestaltet.
Wie den Fi g. 19 bis 23 zu entnehmen, können in der Oberfläche des Stempels 8 eine Vielzahl von Vorsprüngen ?2I ausgebildet sein, die sich über den gesamten Umfang des Stempels erstrecken, wie in Fig. 19 dargestellt. An einem ringförmigen St«:mpelte3 12 sind nebeneinander Vorspränge 121 ausgebildet wobei die Höhe zwischen dem Boden eines jeden Vorsprunges und der Oberkante des Nachbarvorsprunges etwa 25 bis 75% der Dicke der fertiggestellten Randwulst 9 entspricht. Außerdem kann die Oberseite eines jeden r> Vorsprunges angeschärft sein. Wird ein Randwulst 9 zwischen der Stcrnpcfobcrflächc und den entsprechender» Abschnitten von Matrize und Patrize eingepreßt- so kommt es als Folge davon, daß der Formraum 7Z in welchem sich der Stempel 8 bewegt, eine größere Dicke I" besitzt als die verarbeitete Schaumstoffolic dazu, daß die Schaumstoffolic unter der Wirkung des Stempels S wie cm Balg zusammengedruckt wird, wie in Tig. 22 dargestellt Mit Hilfe des bei der Vorrichtung nach der F.rfindung vorgesehenen Übcrgangsabschniits 74 und >' des in F ι g 19 und 21 dargestellten Rippcnklcmmtctis 12 wird dieser Nachteil vcrmiedca Vorzugsweise weisen die Absat/c 121. die durchgehend über den gesamten Umfang des Rippenklemmicih 12 b/w. des Stempels S ausgebildet sind, die Gestalt von Sägezähnen auf. Sind die Oberseiten der Vorspränge 121 nicht angeschärft, so kann die balgahnlkh zusammengedrückte Schaumstoifolie nicht hinreichend verpreßt werden. Wie Fig.22 zeigt eine balgförmig zusammengedrückte Schaumstoffe, während Ψ ig. 23 einen Randwulst unmittelbar nach seinem Auspressen zeigt. Die Höhe zwischen dem Grund eines jeden Vorsprunges 121 und der Oberseite des nächsten Vorsprunges beträgt vorzugsweise 25 bis 75% der endgültigen Höhe des ausgefeilten Randwulstes9.
Die mit Hilfe der eriindungsgemäßen Vorrichtung zu verarbeitenden Schaumkunslsloffoucn zeigen vorzugsweise eine mehr ab 30%ige Sennimpfung in der einen Richtung und eine 0 bis 10%ig<· Schrumpfung in der dazu senkrechten Richtung. Der Grundwerkstoff dieser J5 Schaumkunststoffofien isl Polystyrol ein Copolymer von Styrol mit Methylmethacrytal oder Acrylnitril oder dergleichen. Polyrnelhylniethacrylat Polyäthylen. Polypropylen. Polyvinylchlorid und dergleichen. Als Verschäumungsmitte! sind beispielsweise Azodicarbonsäureamide. Diniircsopentamethylcntetramin und dergleichen oder höhere flüchtige Verschäumungsmittel wie etwa Propan. Butan. Pen lan oder dergleichen enthalten. Die Dicke der zu verwendenden Schaumstoffolien liegt vorzugsweise im Bereich von 0,25 bis 2 nun. Eine Dichte der Schaumstoffolien von weniger als 0.4 g/cm3 und vorzugsweise von 0.4 bis 0jD6 g/cmJ ist bevorzugt
Die Patrize 3 der Vorrichtung weist einen Hohlraum 80 für Keiz- und Kühlzwedce auf, wobei an den Hohlraum 80 eine Leitung 81 zum Einleiten von Heiz- oder Kühlmitteln angeschlossen ist Zum Abführen dieser Mittel dient eine Leitung 82. In vergleichbarer Weise ist die Matrize mit einem Hohlraum 90 versehen, an welchen Zu- und Ableitungen 98 bzw. 99 angeschlossen sind. Als Zu- und Ableitungen sind ferner Lejtungsanschlüsse 105 und 106 vorgesehen, die mit einem fnnenhofifraum 100 in Verbindung stehen. Das Bezugszeichen 302 bezeichnet eine Montageplatte und das Bezugszeichen 302a bezeichnet eine die Montageplatte durchsetzende Bohrung:
Hierzu 8 Blatt Zeichnungen

Claims (12)

Patentansprüche:
1. Vorrichtung zum Herstellen eines Behälters aus thermoplastischem Schaumkunststoff, bei der zwischen einer Matrize und einer Patrize ein dem Behälter entsprechender, hebbarer Formraum begrenzt wird, in welchem am auf die Patrize umgelegten Bodenrand einer röhrenförmigen Hülse aus Schaumkunststoff-Foiic eine Bodenplatte befestigbar ist. und bei der auf dem Rand der zwischen der Matrize und der Patrize eingespannten Hülse ein Stempel zum Anformen eines Randwulstes verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß an der inneren Oberfläche der Matrize (6) oder an der Außenoberfläche der Patrize (3) wenigstens eine mit dem umgelegten Bodenrand (41) in Anlage bringbare ringförmige Leiste (II) vorgesehen ist, deren Höhe 50 bis 90% des der Wandstärke des Behä!termante!s entsprechenden Formraumes (7) beirägt. und daß im Gbergangsabsehniü (74) vom s Formraum (73) für den Behältermantel zum FormrauF- {72) for den Randwulst (9) die Stärke des Formraunsa nur 20 bis 70% des der Wandstärke des Behältermantels entsprechenden Formraums (7,73) entspricht -25
2. Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu der ringförmigen Leiste (U) getrennte Vorsprünge (11) vorgesehen sind.
3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder
2. dadurch gekennzeichnet, daß die Oberseite der *> Leiste (11) eben ist
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder
3, dadurch gekennzeichnet daß die ringförmige Leiste (11) und die Vorsprünge (11') die gleiche Höhe haben. J»
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß im Obergangsabschnitt (74) die Verringerung der Formwandstärke kontinuierlich verläuft
6. Vorrichtung nach Anspruch 5. dadurch gekennzeichnet daß die Verringerung der FormhohlraumstsFke durch die entsprechende Formgebung der Patrhenoberfluche gebildet ist
7. Vorrichtung nach Anspruch 5. dadurch gekennzeichnet daß die Verringerung der Formraumstärke durch die entsprechende Formgebung der Matrizenoberfläche gebildet ist
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7. dadurch gekennzeichnet daß der den Randwulst (9) formende Stempel (8) über eine Strecke von mehr als 30 mm verschiebbar ist
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche I bis 8. dadurch gekennzeichnet daß die GberseMe "es den Randwulst (9) formenden Stempels (8) eben oder leicht konvex ist
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche I bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die den Randwulst (9) begrenzende Oberfläche der Matrize (6) über den gesamten Umfang Vorsprünge (121) aufweist
f I. Vorrichtung nach Anspruch 10. dadurch gekennzeichnet daß die Höhe zwischen dem Grund eines Vorsprurvges (121) und der Oberseite des nächsten Vorsprunges 25 bis 75% der Höhe des Randwulstes (9) beträgt
12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder II. dadurch gekennzeichnet daß die Vorsprünge (121) sägezahnartig ausgebildet sind.
DE2631084A 1975-07-11 1976-07-09 Vorrichtung zum Herstellen eines Behälters aus thermoplastischem Schaumkunststoff mit Randwulst Expired DE2631084C3 (de)

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DE2631084A1 DE2631084A1 (de) 1977-01-20
DE2631084B2 true DE2631084B2 (de) 1979-03-15
DE2631084C3 DE2631084C3 (de) 1979-11-08

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