DE29605248U1

DE29605248U1 - Formwerkzeug

Info

Publication number: DE29605248U1
Application number: DE29605248U
Authority: DE
Original assignee: Gizeh Werk GmbH
Current assignee: Gizeh Verpackungen & Co Kg De GmbH
Priority date: 1996-03-21
Filing date: 1996-03-21
Publication date: 1997-07-17
Anticipated expiration: 2006-03-22

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Formwerkzeug der dem Oberbegriff des Anspruchs 1 entsprechenden Art.

Ein derartiges Formwerkzeug ist aus der DE 31 09 415 Cl bekannt. Die Herstellung des Formteils umfaßt zunächst einen Tiefziehvorgang, an den sich ein Blasvorgang anschließt, um das durch das Tiefziehen vorgeformte noch plastische Formteil an die Formwand anzulegen, wobei es die endgültige Form erhält und sich abkühlt (Thermoforming) . Der bei der DE 31 09 415 an jedem Niederhalter im Formoberteil vorhandene Kühleinsatz dient dazu, das untere Ende des Niederhalters, welches sich auf die Folie setzt, zu kühlen, um die Ausbildung des Randes des Formteils zu verbessern. Bei der bekannten Ausführungsform ist die Schneidkante des Formoberteils an dem den Kühleinsatz umgebenden Bereich des Formoberteils ausgebildet. Da die in Rede stehenden Werkzeuge praktisch nie als Einzelwerkzeuge ausgebildet sind, sondern meist eine Anordnung von sechs, acht bis über zwanzig Einzelformen umfassen, muß entweder die ganze die Kühleinsätze aufnehmende Platte des Formoberteils wegen der Schneidkanten gehärtet sein, oder es muß an jedem Kühleinsatz in die betreffende dann nicht gehärtete Platte ein gehärteter Schnittring eingesetzt werden, der eigens hergestellt, gehärtet und in einer entsprechenden Ausnehmung der Platte befestigt werden muß. Sowohl die Härtung der ganzen Platte als auch die Anbrin-

I) -102.V) m'SSI-lDt)IU- Ml ¹I.VANVSTIUSSIi 2 &Iacgr;&Ggr;&Igr;-1'FON 4" &iacgr; 211 DCi 145 (1 TF.I.F.FAX 40 / 211 f OfS 145 . 20

gung der Schnittringe bedeutet einen erheblichen Aufwand.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den bisher im Bereich der Schneidkanten erforderlichen Aufwand zu verringern.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch wiedergegebene Erfindung gelöst.

Der Kühleinsatz erhält hierdurch eine Doppelfunktion: er nimmt die Kühlkanäle auf und bildet gleichzeitig an seiner dem Formunterteil zugewandten Stirnseite die Schneidkante. Es braucht auf diese Weise nicht die gesamte die Kühleinsätze tragende Platte, sondern nur zumindest der untere Rand des Kühleinsatzes gehärtet zu werden. Für die Festlegung des Kühleinsatzes bedarf es keiner zusätzlichen Maßnahmen. Der Platzbedarf in radialer Richtung ist geringer als derjenige für die bekannten Schnittringe.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.

Fig. 1 zeigt einen vertikalen Teilschnitt durch den Randbereich des Formwerkzeugs mit einem Formnest;

Fig. 2 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 1 im Bereich des Niederhalters;

Fig. 3 zeigt einen Längsschnitt durch einen separaten Kühleinsatz in erneut vergrößertem Maßstab.

Wenn bei der Beschreibung des als Ganzes mit 100 bezeichneten Formwerkzeugs von einem Form'unterteil' (Unterwerkzeug) 10 und einem Form Oberteil' {Oberwerkzeug) 20 die Rede ist, so entspricht dies dem gezeigten Ausführungsbeispiel, bei welchem sich der Vorstrecker {oder auch Streckhelfer) 2 5 aus dem oben angeordneten Formoberteil 20 nach unten in das Formunterteil 10 hineinbewegt. Es versteht sich jedoch, daß die Anordnung auch umgekehrt getroffen sein und sich der Vorstrecker 25 von unten nach oben bewegen kann und daß auch die Schnittebene S, die das Formoberteil 20 nach unten begrenzt und in der sich die eine Gruppe der Schneidkanten, die das Formteil nach der Formung aus der Folienbahn 40 heraustrennen, befindet, nicht horizontal wie in dem Ausführungsbeispiel angeordnet

sein muß.

Auf einer nur angedeuteten Trägerplatte 1 sind vertikale Führungssäulen 2 angeordnet, an denen das Formoberteil 20 vertikal verschiebbar gelagert ist. Zwischen den Säulen 2 ist auf der Trägerplatte 1 eine Schnittstempelplatte 3 angeordnet, die eine Mehrzahl von zylindrischen Ausnehmungen 4 aufweist, die die Formnester F bilden und deren Zahl der Zahl der in dem Formwerkzeug 100 gleichzeitig herstellbaren Formteile, z.B. Runststoffbecher, entspricht .

In jeder der Ausnehmungen 4 ist eine Kühlbüchse 5 angeordnet, die am Außenumfang eine schraubenförmig umlaufende Rippe 6 aufweist, die einen ebenso schraubenförmig umlaufenden Kühlmittelkanal 7 bildet. In der Kühlhülse 5 sitzt ein in Fig. 1 strichpunktiert nur angedeuteter Formeinsatz 8, dessen Innengestalt 9 die Außenseite des herzustellenden Formteils, in dem Ausführungsbeispiel also des Kunststoffbechers formt. Die Kühlhülse 5 und der Formeinsatz 8 bilden zusammen die in dem jeweiligen Formnest F angeordnete Form 50. Durch eine Öffnung 11 im Boden der Kühlhülse 5 ist Zugang für einen nicht dargestellten Auswerfer geschaffen, der das fertige Formteil aus dem Formeinsatz 8 heraushebt. Am oberen Ende besitzt die Kühlhülse 5 eine Stirnfläche 12, die ein wenig über die Oberseite 3' der Schnittstempelplatte 3 hervorsteht und an ihrem äußeren Rand eine scharfe Schneidkante 13 bildet.

Das Formoberteil 20 umfaßt eine Niederhalterplattenanordnung 21, die in dem Ausführungsbeispiel aus der eigentlichen Niederhalterplatte 22 und einer darunter angeordneten Schnittplatte 2 3 besteht, deren untere Begrenzung die Schnittebene S ist. Die Niederhalterplatte 22 und die Schnittplatte 23 besitzen zu der Achse A der Ausnehmung 4 der Schnittstempelplatte 3 koaxiale Ausnehmungen 2 4,27, in denen der Niederhalter 30 in Richtung der Achse A verschiebbar bzw. ein ringförmiger, den unteren Bereich des Niederhalters 30 umgebender büchsenartiger Kühleinsatz 2 6 axial feststehend aufgenommen sind.

Die Niederhalter 30 sind topf- oder becherförmig mit zylindrischem Außenumfang 30' im oberen Bereich, der in der Ausnehmung 24 der Niederhalterplatte 22 gleitet, und einem zylindrischen Außenumfang 30'' etwas größeren Durchmessers im unteren Bereich, der in dem Kühleinsatz 26 gleitet.

Sämtliche Niederhalter 30 sind mit der offenen Seite nach unten gerichtet und mit ihrem Boden 30''' an einer über der Niederhalterplatte 2 2 angeordneten plattenförmigen Niederhalterbrücke 2 8 befestigt, die pneumatisch mit einer in ihrer Höhe und ihrem zeitlichen Verlauf wählbaren Kraft nach unten beaufschlagt wird und außerdem unter der Wirkung von nach unten drückenden Schraubenfedern 29 stehen, die sich an einer mit der Niederhalterplatte 22 fest verbundenen Kopfplatte 31 abstützen. Alle Niederhalter 30 werden also zwangsläufig gemeinsam und mit exakt gleichem Hub bewegt.

In jedem hülsen- oder topfförmigen Niederhalter 30 ist der Vorstrecker 25 angeordnet, der als leicht konischer, nach unten sich verjüngender, in seiner Außengestalt der Innengestalt des herzustellenden Formteils schon weitgehend entsprechender Block ausgebildet ist, welcher an einer Stange 34 vertikal aus der in Fig. 1 wiedergegebenen Rückzugsstellung in dem Niederhalter 30 um eine etwa der Tiefe des Formteils entsprechende Strecke nach unten in dem Formeinsatz 8 verlagerbar ist.

Das Formwerkzeug 100 dient der Herstellung von Formteilen durch einen Thermoformen genannten Formvorgang, der ein Tiefziehvorgang mit pneumatischer Nachformung ist. Durch geeignete nicht dargestellte Mittel wird zwischen dem Formunterteil 10 und dem Formoberteil 20 eine Folienbahn 40 aus bis in den plastischen Temperaturbereich erwärmtem Kunststoff schrittweise hindurchgefördert. Wenn die Folienbahn 40 stillsteht, nähern sich das Formunterteil· 10 und das Forraoberteil 20 einander an und klemmen dabei die Folienbahn 40 zwischen der oberen Stirnseite 12 des jeweiligen Kühleinsatzes S und der unteren Stirnseite

32 des zugeordneten Niederhalters 30 ein. Der Vorstrecker 25 kommt herunter und zieht bei seinem Hub das Material innerhalb des Klemmbereichs nach unten in den Formeinsatz 8 hinein. Die dabei zwischen den Stirnflächen 12,32 herrschende Kraft muß genau gesteuert werden, damit am Rand des Formteile das richtige Nachgeben stattfindet und die Dicke des Randes dem gewünschten Betrag entspricht. Nach dem Tiefziehhub des Vorstreckers 25 wird durch die Zuleitung 35 Luft eingeblasen, die die noch biegeschlaffe vorgebildete Formteilwandung an den Innenumfang 9 des Formeinsatzes 8 anlegt. Sodann erfolgt eine weitere Annäherung des Formunterteils 10 und des Formoberteils 20, wobei die Stirnfläche 12 an jedem Formnest F den Niederhalter 30 nach oben zurückdrückt und die an ihrem äußeren Rand gebildete ringförmige Schneidkante 13 mit der an der Innenseite des Kühleinsatzes 26 gebildeten ringförmigen Schneidkante 33 zusammenwirkt und das Formteil außen um seinen Rand herum aus dem verbleibenden Gitter der Folienbahn 40 abtrennt. Die Gesamtzahl der hergestellten berandeten Formteile wird dann durch nicht dargestellte Auswerfer bei von einander entferntem Formunterteil 10 und Formoberteil 20 aus dem jeweiligen Formeinsatz 8 herausgehoben und durch Weiterbewegung des Gitters der Folienbahn 40 aus dem Formwerkzeug 100 abtransportiert. Die Folienbahn 40 hält dann wieder an, und es beginnt der Zyklus von neuem.

In den Fig. 2 und 3 sind der Bereich des Kühleinsatzes und der Kühleinsatz 26 selbst noch einmal vergrößert wiedergegeben. Der Kühleinsatz 2 6 weist auf seinem Außenumfang umlaufende Rippen 36 auf, die mit der Ausnehmung 27 Kühlkanäle 37 bilden, durch die ein Kühlmedium hindurchleitbar ist. Die Ausnehmung 27 weist im unteren Bereich einen Absatz 38 auf, auf dem der Kühleinsatz 26 mit einem komplementären Absatz 3 9 derart zur Anlage kommt, daß der Kühleinsatz 26 zwischen der Unterseite 22' der Niederhalterplatte 22 und dem Absatz 38 eingespannt ist. Im übrigen entspricht die Höhe des Kühleinsatzes 2 6 der Dicke der

Schnittplatte 23, so daß die untere Stirnseite 41 des Kühleinsatzes 26 mit der Unterseite 23' der Schnittplatte 23 fluchtet.

An dem zylindrischen Innenumfang 42 des Kühleinsatzes 2 6 liegt der Außenumfang 30'' des unteren Bereichs des Niederhalters 30 spielfrei, jedoch axial um eine kurze Strecke verlagerbar an. Es ergibt sich eine gute Wärmeübertragung, so daß der untere Teil des Niederhalters 30 durch das in den Kanälen 37 strömende Kühlmedium wirksam gekühlt ist, was für die Ausbildung des Randes der herzustellenden Formteile von Bedeutung ist.

Der Kühleinsatz 2 6 weist für die Abdichtung des Bereichs der Kühlkanäle 37 nach oben eine Ringnut 26A pro Nest zur Aufnahme eines Dichtrings auf. Die Ausnehmung 27 der Schnittplatte 23 hat nahe ihrer Unterseite 23' unterhalb des Absatzes 38 einen Abschnitt 38' verringerten Durchmessers. In diesem Abschnitt 38' ist für die Abdichtung des Bereichs der Kühlkanäle 37 zum Kühlring 26 nach unten eine Ringnut 2 3A zur Aufnahme eines Dichtrings vorgesehen. Durch den Durchmesserunterschied an dem Absatz 38 können die Nuten 23A und 26A auf dem gleichen Durchmesser angeordnet werden. Dadurch ergibt sich eine Platzersparnis, die sehr kleine Nestabstände erlaubt.

Der Kühleinsatz 26 ist in dem Abschnitt 38' sehr paßgenau gehalten. Dies führt zu sehr stabilen Schnittverhältnissen zwischen der Schneidkante 33 am Kühleinsatz 26 und der Schneidkante 13 an der Kühlhülse 5.

Der Kühleinsatz 26 ist zumindest in seinem unteren Bereich gehärtet, so daß der innere Rand der unteren Stirnseite 41 eine schnitthaltige ringförmige Schneidkante 33 bildet, die gleichen Durchmesser wie die Schneidkante 13 an der oberen Stirnseite 12 der Kühlbüchse 5 aufweist und mit dieser scherend zusammenwirkt, um den Rand des Formteils an seinem Außenumfang nach Beendigung der Formung aus der Folienbahn 40 abzutrennen.

Claims

Formwerkzeug (100) zur Herstellung von Formteilen, insbesondere Bechern für Joghurt, Saft und dergleichen, unter Tiefziehen einer erwärmten thermoplastischen Kunststoffolie,

mit einem Formunterteil (10) mit mindestens einem Formnest (F) zur Aufnahme einer eine Achse (A) aufweisenden Form (50) für die Außengestalt des Formteils,

mit einem gegen das Formunterteil (10) in Richtung der Achse (A) bewegbaren Formoberteil (20) mit einer auf der dem Formunterteil (10) zugewandten Seite durch eine zu der Achse (A) senkrechte Schnittebene (S) begrenzten Niederhalterplattenanordnung (21) mit einer zu dem Formnest fluchtenden Ausnehmung (24,27),

mit pro Formnest (F) einem in der Ausnehmung (24,27) der Niederhalterplattenanordnung (21) angeordneten büchsen- oder topfförmigen Niederhalter (30), der mit seiner dem Formunterteil (10) zugewandten ringförmigen Stirnseite (32) einer dem Formoberteil (20) zugewandten ringförmigen Stirnseite (12) der Form (50) gegenüberliegt und bei Annäherung des Formunterteils (10) und des Formoberteils (20) unter Einklemmung der Kunststoffolie (30) gegen eine nachgiebige Kraft in Richtung der Achse (A) zurückdrückbar ist,

I) 40111 1)1¹SJUI-UORF MUI.VANYSTRASSF. 2 &Iacgr;&Igr;&idigr;&Igr;.&Kgr;&Igr;&Oacgr;&Ngr; 4") /211 /¹M 145 -0 -THLFFAXiO / 211 /96 14.1 ■ 20

I¹OST(IIRO KOLNtBLZ 370 KX) 5Ul 115 2 It ■ 504

mit einem der Innengestalt des Formteils weitgehend angepaßten Vorstrecker (25), der zu Beginn des Tiefziehhubs in dem Niederhalter (30) angeordnet und beim Tiefziehhub aus dem Niederhalter (30) heraus um eine im wesentlichen der Tiefe des Formteils entsprechende Strecke in die Form (50) vorschiebbar ist,

mit bei Annäherung vom Formunterteil (10) und Formoberteil (20) zusammenwirkenden, rings um den oberen Formrand verlaufenden Schneidkanten (13,33) an der Form (50) und in der Schnittebene (S) des Formoberteils (20)

und mit einem dem Formunterteil (10) zugewandten Bereich des Niederhalters (30) ringförmig umgebenden Kühleinsatz (26), der gegen die Außenwandung des Niederhalters (30) geschlossen ist und an ihr wärmeleitend anliegt,

dadurch gekennzeichnet,

daß sich der Kühleinsatz (26) mit seiner dem Formunterteil (10) zugewandten Stirnseite (41) bis in die Schnittebene (S) erstreckt und die Schneidkante (33) des Formoberteils (20) am inneren Rand der Stirnseite (41) ausgebildet ist.