DE4208642A1 - Werkzeuge zur kaltverformung von kunststoff-folien, speziell von polypropylenfolien unterschiedlicher dicken - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Werkzeuge zur Kaltverformung von Kunst­ stoff-Folien oder Blattmetallfolien, insbesondere von Po­ lypropylenfolien unterschiedlicher Dicken, bestehend aus einem Verformungsstempel mit Entlüftungsbohrung und einer Lochmatrize.

Polypropylenfolien werden heutzutage thermisch wie kalt ver­ formt unter Zuhilfenahme von Druckluft bzw. Vakuum. In be­ sonders schwierigen Anwendungsbereichen wird mit sogenannten Vorstreck- bzw. Vorreckstempeln gearbeitet.

All diese Anwendungen führen dazu, daß die zu verformende Polypropylen-Folie durch thermische Einwirkung zum Schrumpfen bzw. Dehnen der genannten Folie führt.

Stempel, welche beheizt sind und zur Verformung von Polypro­ pylenfolien benutzt werden, bewirken, daß der Formling aus Polypropylen zur Faltenbildung neigt, vor allem wenn der Formling im warmen Zustand von der Matrize oder Formstempel abgezogen wird.

In der DE-A-17 04 303 (entspricht der U.S. Patentschrift Nr. 35 46 221) wird ein Verfahren zum Herstellen von Erzeugnis­ sen aus thermoplastischem Material beschrieben. Die Verfor­ mung geschieht bei Arbeitstemperaturen die unter der norma­ len Warmverformungstemperatur liegen. Dieses Verfahren be­ dient sich zweier Verformungsmatrizen, wobei eine Verfor­ mungsmatrize ein elastisches Element aus z. B. Gummi ent­ hält, in welches mit Hilfe einer Gegenmatrize das zu verfor­ mende Folienstück eingepreßt wird. Die Verformungsmatrize mit dem elastischen Element weist einen durch dieses Element gehenden Kanal zur Verhinderung eines Unterdruckes, nach dem das Erzeugnis geformt worden ist, auf. Das elastische Ele­ ment dieser Matrize dient als Gegenform zum Verformungsstem­ pel der Gegenmatrize. Dieser Verformungsstempel ist im Zent­ rum mit einem pneumatisch angesteuerten Auswerfer versehen. Nach Öffnen der Werkzeuge wird der Formling durch den Aus­ werfer entfernt.

Es wurde nun gefunden, daß Folien aus Polypropylen oder Blattmetallen, auch bei Raumtemperatur, also ohne vorherge­ hendes Anwärmen des Materials, ohne Benutzung eines Gegen­ stempels durch Druck in vielfältiger Weise verformt werden können, wenn ein Stempel mit einer zentralen Bohrung, dessen Innenhohlraum nach außen mit einer oder mehreren Querbohrun­ gen verbunden ist, mit einer Lochmatrize, deren Bohrungs­ durchmesser an den Außendurchmesser des Stempels angepaßt ist, im Eingriff steht. Der Innenhohlraum in Verbindung mit den Querbohrungen garantiert während des gesamten Preßvor­ ganges einen stetigen Druckausgleich mit der Umgebung. Durch das Vorhandensein des belüfteten Innenhohlraumes im Stempel und durch die Verwendung einer Lochmatrize treten während des Preßvorganges am Preßling keine Druckunterschiede auf. Beim Abstreifen des Formlings vom Formstempel entsteht kein auf den Formling deformierend wirkender Sog.

Die Erfindung bezieht sich demnach auf einen Formstempel mit dazu passender Lochmatrize zur Verformung von Kunststoff-Fo­ lien, insbesondere Polypropylenfolien, sowie von Blattmetall- Folien in kaltem Zustand, ohne daß ein Rückschrumpfen des tiefgezogenen Formlings beim Abziehen des Formstempels er­ folgt.

Beim Verformungsvorgang genügt es, wenn ein Verformungsele­ ment (z. B. die Lochmatrize) gegen das andere (z. B. den Formstempel) bewegt wird. Es ist aber von Vorteil, wenn die Lochmatrize gegen den Formstempel bewegt wird, da an der Lochmatrize Befestigungselemente zur Fixierung der Lauffo­ lien besser angebracht werden können.

Zur besseren Erläuterung des Gegenstands der Erfindung sei auf die Fig. I bis X verwiesen.

Die Fig. I bis IV zeigen einen Querschnitt durch die Preß­ werkzeuge vor, während und nach der Verformung zu einem run­ den Formling gemäß Fig. IX, wobei durch Fig. IV nur der Stempel mit Dorn dargestellt ist.

Die Fig. V und VII zeigen den Längsschnitt, während die Fig. VI und VIII den Querschnitt durch die Preßwerkzeuge vor, während und nach der Verformung eines länglichen bzw. ovalen Formlings gemäß Fig. X zeigen.

Die Fig. I stellt die Ausgangssituation bei geöffnetem Werk­ zeug dar, bevor eine zu verformende Polypropylenfolie (3) mit dem Formstempel (1) tiefgezogen ist. In der Fig. I ist (2) ein Niederhalter, der zur Fixierung der Folie an der Loch­ matrize dient, (3) ist die zu verformende Folie und (4) die an den Stempel (1) angepaßte Lochmatrize, (5) ist der Auf­ nahmedorn für den Formstempel (1).

Fig. II zeigt den geschlossenen Zustand des Werkzeuges im Schnitt, wobei der Formstempel (1) über die Folie (3), die vom Niederhalter (2) auf der Lochmatrize (4) festgeklemmt ist, bereits in die Lochmatrize (4) eingefahren ist.

Fig. III verdeutlicht einen ausgeformten Formling (6) bei geöffnetem Werkzeug.

Die Fig. IV zeigt den Verformungsstempel (1) im Schnitt, der zentrisch eine Entlüftungsbohrung (8) und Querbohrungen (9), die zum sicheren Ausgleich des atmosphärischen Druckes dienen, aufweist.

Die Fig. V und VI zeigen im Längs- und Querschnitt eine Stempelform (1) in länglicher Ausführung, wie sie zur Her­ stellung eines Formlings nach Fig. X erforderlich ist, z. B. zur sicheren Unterbringung einer Kapsel und dergleichen in einem ovalen Napf. In Fig. V bzw. Fig. VI ist (10) zusätz­ lich ein Freiraum zur Vermeidung von Adhäsionen bei der ova­ len Formgebung, wodurch ein atmosphärischer Druckausgleich gewährleistet wird, und (8) die zentrale Entlüftungsbohrung, in die die Querbohrung (9) für den freien Luftaustritt mün­ det.

In der durch die Fig. VII dargestellten Vorderansicht ist der Formstempel (1) in die Lochmatrize (4) eingefahren. Wäh­ rend des Verformungsvorganges ist die Polypropylen-Folie (3) zwischen die Lochmatrize (4) und den Niederhalter (2) einge­ spannt. Der Verformungsstempel (1) ist auswechselbar im Auf­ nahmedorn (5) festgeschraubt.

Durch Fig. VIII wird die Seitenansicht des geöffneten Werk­ zeuges gezeigt, wobei (6) der kaltverformte Formling (z. B. ein Blisternapf) ist. Die Lochmatrize (4) ist bereits wieder in der Ausgangsposition.

In Fig. IX ist ein runder Napf (6) dargestellt, wobei (3) die Polypropylen-Folie darstellt.

Durch Fig. X wird ein Napf (6) in Vorder- und Seitenansicht dargestellt, der aus der Planfolie (3) kalt herausgezogen wurde, wie dies aus der Draufsicht hervorgeht. Der Ablauf des Verformungsvorganges dieses länglichen Napfes ist durch die Fig. VII und VIII aufgezeigt.

Bei der Kaltverformung wird zunächst eine Folie (3) zwischen Niederhalter (2) und Lochmatrize (4) eingefahren. Der Nie­ derhalter (2) ist so hochgezogen, daß die Folie (3) über dem Formstempel (1) liegt. Die Verformung tritt dadurch ein, daß die Lochmatrize (4) auf den Niederhalter (2) drückt und beide Elemente mit der gespannten Folie (3) über den Formstempel (1) gleiten, vorzugsweise mit reduzierter Geschwindigkeit. Der hierbei gebildete Formling (6) wird dadurch befreit, daß die Lochmatrize (4) und der Niederhalter (2) vom Formstempel (1) zurückgezogen werden, und zwar die Lochmatrize in einem größeren Ausmaß, so daß der auf dem Niederhalter aufliegende Formling freiliegt und damit seitwärts zwischen Niederhalter und Lochmatrize abgezogen werden kann.

Claims (4)

1. Werkzeuge zur Kaltverformung von Kunststoff-Folien, ins­ besondere Polypropylenfolien oder Blattmetallfolien, ohne Vorwärmung bestehend aus einem Formstempel (1), da­ durch gekennzeichnet, daß der Formstempel (1) einen In­ nenhohlraum (8), der mit einer oder mehreren Querbohrun­ gen (9) mit der Außenatmosphäre in Verbindung steht, aufweist und mit einer Lochmatrize (4), deren Bohrungs­ durchmesser an den Außendurchmesser des Stempels ange­ paßt ist, im Eingriff steht.

2. Werkzeuge zur Kaltverformung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zu verformende Folie (3) durch einen Niederhalter (2) fixiert wird.

3. Werkzeuge zur Kaltverformung gemäß Anspruch 1 und 2, da­ durch gekennzeichnet, daß die Lochmatrize (4) und der Niederhalter (2) in Richtung Formstempel (1) beweglich angeordnet sind.

4. Verfahren zur Kaltverformung von Kunststoff-Folien, ins­ besondere Polypropylen-Folien oder Blattmetallfolien, ohne Vorwärmung, dadurch gekennzeichnet, daß die zu ver­ formende Folie (3) zwischen einer Lochmatrize (4) und einem Niederhalter (2) eingefahren wird, wobei anschlie­ ßend die Lochmatrize (4) zusammen mit dem Niederhalter (2) in Richtung eines Formstempels (1) mit Innenhohlraum (8) und Querbohrungen (9) gedrückt und damit die Formge­ bung durchgeführt wird, hernach die Lochmatrize (4) wie­ der zurückgezogen und der Niederhalter (2) soweit zu­ rückgefahren wird, daß der Formling (6) hierbei vom Form­ stempel (1) frei abgezogen werden kann.