DE3405156C1 - Werkzeug zum Thermoformen und Ausstanzen von Formteilen aus einer thermoplastischen Kunststoffolie - Google Patents

Description

• Die Klemmplatte 6 wird durch Federn 31 oder pncu matisch betätigte, nicht dargestellte Membranleisten in seiner oberen Endlage nachgiebig gehalten, wozu auch nicht dargestellte Anschlagschrauben dienen.
• Um auch an den Zwischenstegen der Matrize 13 eine verbesserte Kühlwirkung zu erhalten, wird zwischen den Matrizen 13 und der Zwischenplatte 12 eine Platte 30 eingeklemmt, die ebenfalls aus einem gut wärmeleitfähigen Material hergestellt ist. Bei der Matrize 13 ist durch die Anlage an die Zwischenplatte 12 die Kühlung allerdings nicht ganz so kritisch wie bei der freistehenden Klemmplatte6.
• Zur weiteren Verbesserung der Kühlung der Zwischenstege der Klemmplatte 6 wird vorgeschlagen, zwischen den Formnestern federnd nachgiebige Übertragungselemente 32 anzuordnen. Dazu werden in die Zwischenplatte 9 dem Durchmesser der Übertragungselemente 32 entsprechende Bohrungen 33 eingebracht Darin gleiten die Übertragungselemente 32. Sie liegen einerseits an der Platte 29 und damit an der Klemmplatle 6 an, andererseits stützen sie sich auf einer Feder 34 ab, die in einer Innenbohrung 35 sitzt. Auf diese Weise machen die Übertragungselemente 32 die Bewegung der Klemmplatte 6 mit und kühlen diese, da sie in der gekühlten Zwischenplatte 9 geführt sind. Sie sind vorzugsweise aus Aluminium hartcoatiert oder aus einer gleitfähigen Kupferlegierung hergestellt.
• Das Werkzeug wird in die Formstation einer Thermoformmaschine eingebaut; das Oberwerkzeug 1 an einer nicht dargestellten starren Querbrücke, das Unterwerkzeug 2 auf einem nicht dargestellten höhenbeweglichen Formtisch. Es arbeitet wie nachfolgend beschrieben. Bei geöffneten Werkzeughälften wird ein Abschnitt der zuvor erwärmten Kunststoffolie 3 zwischen die beiden Werkzeugteile transportiert. Das Unterwerkzeug 2 wird angehoben und die Folie 3 zwischen Klemmplatte 6 und Matrize 13 eingespannt. Durch Differenzdruck wird die Kunststoffolie 3 zur Anlage an die Formen 7,8 gebracht und abgekühlt. Durch eine weitere geringe Aufwärtsbewegung des Unterwerkzeuges 2 erfolgt das Ausstanzen der geformten Deckel 4 durch Zusammenwirken von Schnittstempeln 5 und Matrize 13. Dann werden die Deckel 4 durch Anheben der Innenformen 8 über die Stangen 14 nach oben in die Stapelschächte 15 übergeben Das Werkzeug öffnet und der nächste Zyklus beginnt.
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Claims (4)

1. Patentansprüche: 1. Werkzeug mit in mehreren Reihen angeordneten Formnestern zum Thermoformen und Ausstan zen von Formteilen aus einer thermoplastischen Kunststoffolie, bestehend aus einem Oberwerkzeug mit einer Matrize, einer Zwischenplatte und einer Kopfplatte und aus einem den Formteilen ihre Gestalt gebenden Unterwerkzeug mit einzelnen Schnittstempeln und mit einer diese Schnittstempel umgebenden, nachgiebig unter Vorspannung gehaltenen, dem Unterwerkzeug zugeordneten Klemmplatte mit Kühlung, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmplatte (6) auf ihrer von der Kunststoffolie (3) abgewandten Seite eine ca.

   2-5 mm dicke Platte (29) aus einem gut wärmeleitenden Material aufweist.
2. 2. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (29) vollflächig auf die Klemmplatte (6) aufgelötet ist.
3. 3. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an der Platte (29) anliegend nachgiebige, in der Zwischenplatte (9) geführte Übertragungselemente (32) zwischen den Formnestern angeordnet sind.
4. 4. Werkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungselemente (32) aus einem gut wärmeleitfähigen und gleitfähigen Werkstoff bestehen.

   Die Erfindung betrifft ein Werkzeug mit in mehreren Reihen angeordneten Formnestern nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

   Werkzeuge dieser Gattung sind in verschiedenen Ausführungen bekannt. So zeigt die DE-PS 31 09415 ein Werkzeug, bei dem Matrize und Niederhalter sowie die Formeinsätze gekühlt sind. In der DE-OS 21 45 250 ist zusätzlich eine Kühlung der Klemmplatte angedeutet. Die US-PS 2953 814 zeigt ein gattungsgemäßes zweireihiges Werkzeug ohne Kühlbohrungen mit einer luftgekühlten Klemmplatte.

   Bei ungenügend gekühlter Klemmplatte besteht die Gefahr, daß sich in der Produktion durch unterschiedliche Temperatur von Klemmplatte und Aufnahmeplatte für die Schnittstempel eine unterschiedliche Längenausdehnung ergibt. Dies führt vor allem bei Werkzeugen zum Thermoformen aus einer großen Folienbreite dazu, daß der Spalt zwischen Schnittstempel und Bohrung in der Klemmplatte einseitig verschoben wird und bei einer entsprechenden Temperatur-Differenz ein Anlaufen und damit ein Verschleiß zwischen Klemmplatte und den äußeren Schnittstempeln entsteht. Dies führt zu Stanzproblemen und erfordert eine Nacharbeit und Stillstandszeit Durch die Kühlung der Klemmplatte und der Aufnahmeplatte für die Formstempel ist es bei einreihigen Formwerkzeuge durch entsprechend geführte Kühlkanäle möglich, das Problem der Längenausdehnung zu beherrschen. Wenn nun aber mehrreihige Werkzeuge gebaut werden, verlaufen zwischen den Formnestern so schmale Zwischenstege, daß hier keine Kühlbohrungen vorgesehen werden können. Diese Kühlbohrungen sind nur außen möglich, der Innenbereich wird also im Betrieb deutlich wärmer als die beiden Randzonen. Hier gibt es Probleme durch die unterschiedliche Wärmeausdehnung.

   Aus Verschleiß- und Festigkeitsgründen ist die Klemmplatte aus Stahl gefertigt. Ein von der Wärmeleitfähigkeit günstigeres Material wäre eine Aluminiumlegierung, die jedoch den mechanischen Beanspruchungen nicht standhält. Eine Kupferlegierung mit entsprechender Festigkeit und Wärmeleitfähigkeit in der erforderlichen Dimension ist sehr teuer.

   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Klemmplatte von mehrreihigen Werkzeugen so zu gestalten, daß eine ausreichende Kühlung der Zwischenstege der Klemmplatte unter Beibehaltung der mechanischen Eigenschaften von Stahl zu einem relativ günstigen Preis erzielt wird.

   Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Klemmplatte auf ihrer von der Kunststoffolie abgewandten Seite eine ca. 2-5 mm dikke Platte aus einem gut wärmeleitfähigen Material aufweist.

   Auf diese Weise wird eine ausreichende Ableitung der Wärme zwischen den Formnestern zu den gekühlten Zonen erreicht.

   Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung ist nachfolgend anhand der schematischen Zeichnung beschrieben.

   Es zeigt F i g. 1 einen Querschnitt durch ein Werkzeug mit in zwei Reihen angeordneten Formnestern, Fig. 2 eine Draufsicht auf das Werkzeug entspre chend der Linie ll-ll in F i g. 1 in größerer Darstellung und Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie II I-llí in Fig. 2 in größerer Darstellung.

   Das Werkzeug besteht aus einem Oberwerkzeug 1 und einem Unterwerkzeug 2, wobei sich das Oberwerkzeug 1 aus einer Kopfplatte 11, einer Zwischenplatte 12 und einer Matrize 13 zusammensetzt. Das Unterwerkzeug 2 weist eine Grundplatte 10, eine Zwischenplatte 9, einen Schnittstempel 5, eine Klemmplatte 6 und die eigentliche Form auf bestehend aus Außenformen 7 und Innenformen 8. Dabei sitzen die Innenformen 8 auf Stangen 14, so daß sie zum Entformen der aus einer Kunststoffolie 3 geformten Deckel 4 relativ zur Außenform 7 verschoben werden können. Dieses Verschieben kann so weit erfolgen, daß die Deckel 4 in Stapelschächte 15 übergeben werden.

   Bohrungen 16, 17 in der Matrize 13 dienen zur Kühlung des Außenbereiches der Matrize 13. In der Zwischenplatte 9 sind ebenfalls Bohrungen 18 bis 21 zur Zu-und Abfuhr eines Kühlmediums vorgesehen, so daß über vertikale Bohrungen 22 bis 25 eine Kühlung des Ringkanales 26 und damit der Schnittstempel 5 erfolgen kann.

   In der Klemmplatte 6 verlaufen auf beiden Seiten Bohrungen 27. 28 (F i g. 2). Entweder wird eine einzige Bohrung wie in F i g. 2 links dargestellt eingebracht, oder man bohrt schräge Einzelbohrungen wie in F i g. 2 rechts dargestellt. Man kommt im letzteren Fall - allerdings mit größerem Aufwand - bei runden Teilen mit der Kühlung weiter zum Innenbereich.

   Auf der von der Kunststoffolie 3 abgewandten Scite ist die Klemmplatte 6 mit einer Platte 29 aus einem gut wärmeleitenden Material versehen. Dies kann z. B.

   Kupfer oder eine Kupferlegierung sein, Plattendicke etwa 2-5 mm. Die Klemmplatte 6 selbst ist aus Stahl.

   Vorteilhaft ist es, die Platte 29 vollflächig anzulöten.