DE4410204A1 - Verfahren zum Erwärmen eines Abschnittes aus thermoformbarem Kunststoff und Wärmeplatte zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erwärmen von plattenförmigen Abschnitten aus thermoformbarem, insbesondere tiefziehfähigem Kunststoff, zwecks späteren Verformens, insbesondere Tiefziehens, zur Bildung eines Formlings, bei welchem der Kunststoffabschnitt mit einer Heizfläche in körperlichen Kontakt gebracht wird und teilweise während des Verformens in körperlichem Kontakt bleibt.

Die Erfindung betrifft ferner eine Wärmeplatte aus Metall zum Erwärmen von plattenförmigen Abschnitten aus thermoformbarem, insbesondere tiefziehfähigem Kunststoff zwecks späteren Verformens, insbesondere Tiefziehens, zur Bildung eines Formlings, bei der auf der vorderen Heizfläche mündende Luftleitungen vorgesehen sind.

Es ist bekannt, Flüssigkeitspackungen durch Thermoformen dadurch herzustellen, daß plattenförmige Abschnitte zuerst erwärmt, dann tiefgezogen und dann die tiefgezogenen Halbschalen miteinander verbunden werden. Nach einigen Verfahren werden Behälter geblasen, bei anderen tiefgezogen, und es können auf diese Weise unterschiedliche Gestaltungen von Packungen hergestellt werden. Beispielsweise werden Versteifungssicken, Öffnungseinrichtungen oder Griffmulden beim Thermoformen mit den bekannten Verfahren hergestellt.

Eine übliche Methode zur Erwärmung von Kunststoffbahnen ist das berührungslose Behandeln mittels Wärmestrahlung. Diejenigen Bereiche, die einer besonders starken Verformung im Verhältnis zu Nachbarbereichen unterzogen werden sollen, werden besonders stark erwärmt, damit das Kunststoffmaterial beim Verformen dort gut fließen kann. Dieses Verfahren mag bei Innenverkleidungen von Kühlschränken und in der Zulieferindustrie für Innenverkleidungen von Kraftfahrzeugen geeignet sein, bei Flüssigkeitspackungen hat sich hingegen gezeigt, daß gerade in stark verformten Bereichen eines Kunststoffabschnittes bzw. in Bereichen, die bei der späteren Benutzung des Formlings stärker beansprucht werden, das Material zu stark gedehnt bzw. gestreckt wird, so daß die Wandstärke auf mehr als die Hälfte der ursprünglichen Dicke einer Kunststoffbahn oder einer Kunststoffplatte herabgesetzt wird. Wenn dann in diesen stark gedehnten Bereichen auch zusätzlich starke Krümmungen an einer Fließmittelpackung auftreten, können hier Festigkeits- und Dichtigkeitsprobleme entstehen, insbesondere wenn sie stärker beansprucht werden, z. B. durch Greifen und Einklemmen mittels Finger, Aufstoßen der Packung auf Ecken usw.

Die Hersteller haben komplizierte Stempel und Verfahren entwickelt, bei denen Spreizfinger zusätzlich aus einem Werkzeug herausfahren, um in kritischen Bereichen starke Verformungen bei erträglichen Dehnungen vorzunehmen. In nachteiliger Weise waren aber entweder die Werkzeuge zu aufwendig oder störungsanfällig, oder die erreichten Endprodukte zeigten doch immer noch überdehnte Zwischenbereiche. Gerade wenn die stark zu verformenden Bereiche eines Kunststoffabschnittes lokal begrenzt sehr stark beheizt werden, gelingt zwar das starke Verformen besser, die Überdehnung des Materials mit den damit zusammenhängenden Schwierigkeiten konnten aber nicht ausgeschaltet werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Wärmeplatte der eingangs bezeichneten Art so zu verbessern bzw. Einrichtungen vorzusehen, um ohne großen Zeitverlust das Kunststoffmaterial in vorbestimmten Bereichen eines Kunststoffabschnittes, die weniger eine Materialschwächung erleiden sollen als Nachbarbereiche, örtlich präzise weniger zu dehnen bzw. zu strecken als in den Nachbarbereichen.

Diese Aufgabe wird für das Verfahren gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das Kunststoff­ material in denjenigen Bereichen des zu erwärmenden Kunststoffabschnittes, die bei der späteren Benutzung des Formlings einer stärkeren Beanspruchung unterzogen werden sollen als Nachbarbereiche, auf eine tiefere Temperatur erwärmt wird als in den Nachbarbereichen. In überraschender Weise geht die Erfindung den entgegengesetzten Weg bekannter Verfahren zum Thermoformen von Innenverkleidungen, denn erfindungsgemäß werden gerade die betrachteten Bereiche, die für eine spätere starke Beanspruchung vorgesehen sind, weniger stark erwärmt als die Nachbarbereiche. In vorteilhafter Weise wird das überstarke Dehnen bzw. Strecken des Kunststoffmaterials in stark verformten Bereichen dadurch vermieden, daß das Kunststoffmaterial sich auf einer geringeren Temperatur befindet und sich beim Verformen folglich nicht vergleichbar stark dehnt wie das Material in den Nachbarbereichen und damit eine geringere Material­ schwächung erleidet. Gerade dort, wo besonders stark verformt werden sollte, bei einer Fließmittelpackung beispielsweise im Bereich der Griffmulde oder der Ausgießvorrichtung, bleibt die Wandstärke der weniger erwärmten Bereiche, sozusagen der kühleren Bereiche, gegenüber dem Rohprodukt, dem zu erwärmenden Kunststoffabschnitt, nahezu unverändert, und das zusätzliche Flächenmaterial wird aus Nachbarbereichen herangezogen. Bedenkt man, daß beim Thermoformen nahezu alle Bereiche ein wenig der Dehnung bzw. Streckung unterliegen, dann kann man durch eine geeignete Temperierung (Wärmeprofil) eine über den gesamten Formling verteilte, etwa gleichmäßige Wandstärke erreichen. Durch das neue Verfahren wird eine gute Verteilung des Kunststoffmateriales ohne Formstempel möglich. Dies gelingt insbesondere in denjenigen Bereichen, die bei einer späteren Benutzung des Formlinges stärker beansprucht werden sollen als Nachbarbereiche, z. B. Ecken- bzw. Kantenbereiche oder Flächenstücke im Bereich der Ausgießöffnung, wo beim Öffnen und Schließen Zug- oder Druckkräfte vom Benutzer aufgebracht werden. Gerade diese Flächenstücke sind durch starke Verformung geschaffen, im Sinne der Erfindung allerdings so, daß diese verformten Bereiche eine geringere Material­ schwächung erlitten haben, denn aus Nachbarbereichen wurde beim Tiefziehen und Verformen Material herangezogen. Damit sind auch Nachbarbereiche in der Materialdicke etwas geschwächt. Durch geeignete Wärmeprofile kann die Materialschwächung ohne Einsatz von Formstempeln weitgehend über das Flächenmaterial des Formlinges verteilt werden.

Besonders günstig werden die Ergebnisse, wenn erfindungsgemäß in dem auf der Heizfläche aufliegenden Kunststoffabschnitt die Temperaturdifferenz zwischen denjenigen Bereichen des zu erwärmenden Kunststoffabschnittes, die bei der späteren Benutzung des Formlings einer stärkeren Beanspruchung unterzogen werden sollen als Nachbarbereiche, und den Nachbarberei­ chen 5°C bis 30°C, vorzugsweise 10°C bis 25°C, und besonders bevorzugt 15°C bis 20°C beträgt. Die später stärker beanspruchten Bereiche des Formlinges sind wiederum diejenigen, an denen starke Krümmungen infolge Verformen zu erkennen sind. Gerade deren Materialstärke ist aber durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen weniger geschwächt als bei bekannten Formlingen.

Es ist bekannt, Zuschnitte aus tiefziehfähigem Kunststoff durch Kontaktwärme bei ausreichender Zeit und exakter Temperatureinstellung einer Heizfläche auf präzise eine bestimmte Temperatur zu erwärmen. Beispielsweise werden Kunststoffabschnitte zum Thermoformen auf exakt 180°C erwärmt. Diese präzise Temperatureinstellung gilt aber im allgemeinen für eine Gesamtfläche eines Zuschnittes, aus welchem man eine oder mehrere Packungen durch Thermoformen herstellen kann. Der Zeitfaktor spielt in aller Regel bei Packungsherstellungsmaschinen eine große Rolle.

Sorgt man nach der Lehre der vorliegenden Erfindung für die beschriebene Temperaturdifferenz, d. h. erwärmt man denjenigen Bereich des zu erwärmenden Kunststoffabschnittes, der später einer stärkeren Beanspruchung unterzogen werden soll, auf eine Temperatur, die z. B. 20°C niedriger liegt als die Temperatur der Nachbarbereiche, dann kann man in sehr kurzer Zeit und sehr präzise ein Wärmeprofil erreichen und die unerwünschte Schwächung durch Dehnung bzw. Streckung des Materials dort vermeiden, wo die Wandstärke des Formlings nicht zu dünn werden soll.

Es ist beobachtet worden, daß man bei starken Verformungen im Griffmuldenbereich einer Flüssigkeitspackung aus tiefziehfähigem Kunststoff Streckungen von 70% und bis zu 100% des Materials erfährt. Eine Dehnung von 100% bedeutet bei einem Ausgangsmaterial mit einer Dicke von z. B. 0,6 mm, daß nach der 100%-igen Dehnung das Material an allen Punkten nur noch eine Dicke von 0,3 mm hat. Eine derartige Verdünnung des Kunststoffmaterials ist äußerst unerwünscht. Selbst prozentuale Materialverdünnungen von 40% bis 45% liegen an der Grenze des Zulässigen. Bei Beachtung der vorstehenden Temperaturdifferenzen kann man die Dehnung des zu erwärmenden Kunststoffabschnittes in den später stark beanspruchten Bereichen innerhalb zulässiger Werte halten.

Zweckmäßig ist es dabei, wenn erfindungsgemäß an den Grenzen zwischen denjenigen Bereichen des zu erwärmenden Kunststoffabschnittes, die bei der späteren Benutzung des Formlings einer stärkeren Beanspruchung unterzogen werden sollen als Nachbarbereiche, und den Nachbarbereichen ein scharfer Temperaturgradient gebildet wird. Zur Vermeidung der Überdehnung und damit zu starken Verdünnung des Kunststoffmaterials ist es bei komplizierten Formen wichtig, die gefährdeten Bereiche des zu erwärmenden Kunststoffabschnittes genau zu definieren und einzuhalten. Ein scharfer Temperaturgradient bedeutet eine Form des Wärme­ profils, bei welcher die Temperatur an der Grenze zwischen den beiden betrachteten Bereichen sich nahezu sprunghaft ändert. In den Bereichen der späteren starken Beanspruchung sinkt bei einem scharfen Temperaturgradient die Temperatur gegenüber den Nachbarbereichen um 5°C bis 30°C scharf ab. Es ist vorteilhaft, wenn man derart scharfe Temperaturgradienten bildet, daß der Grenzbereich zwischen den kühleren Bereichen und den wärmeren Nachbarbereichen eine Breite von nur 0,5 mm bis 2 mm, vorzugsweise 1 mm bis 1,5 mm hat.

Besonders vorteilhaft ist das Verfahren, wenn erfindungsgemäß der erwärmte Kunststoffabschnitt ohne Zwischentransport direkt und unmittelbar von der Heizfläche tiefgezogen wird. Dabei verbleiben die Randbereiche in thermoplastischem Zustand. Es handelt sich hier um die Randbereiche, die auch während des Verformens mit der Heizfläche in körperlichem Kontakt bleiben, d. h. die Ränder des tiefzuziehenden Kunststoffabschnittes, so daß kein Abfall entsteht. Mit den erfindungsgemäßen Merkmalen kann man zwar, solange nur das Erwärmen des Kunststoffabschnittes betrachtet wird, örtlich definierte Wärmeprofile gestalten in einer Weise, daß die richtigen Bereiche um 5°C bis z. B. 30°C kälter gehalten werden als die Nachbarbereiche des Kunststoffmaterials; würde man einen solchen erwärmten Kunststoffabschnitt aber von der Heizfläche abnehmen und über eine gewisse Strecke zu einer Tiefziehstation transportieren, dann würde das Wärmeprofil ersichtlich verwischen, und der scharfe Temperaturgradient würde verschwimmen, so daß der Grenzbereich immer breiter wird mit der Folge eines immer geringeren Temperaturgradienten mit schleifendem Übergang. Gerade dies ist unerwünscht. Wird hingegen unmittelbar nach Abschaltung der Wärmezufuhr zur Heizfläche letztere dazu verwendet, auch zum Tiefziehen den erwärmten Kunststoffabschnitt zu halten, d. h. wenn man direkt von der Heizfläche tiefzieht, dann bleibt das scharf ausgeprägte und präzise definierte Wärmeprofil mit Vorteil erhalten. Das Tiefziehen soll nach der Lehre dieser Erfindung ohne Zwischentransport direkt und während weiterer Erwärmung der rahmenförmigen Randbereiche durchgeführt werden. Dann kann man beim Tiefziehen die örtlich präzise Umgrenzung bestens ausnutzen, und man erreicht die erwünschten Vorteile, daß gerade diejenigen Bereiche des erwärmten Kunststoffabschnittes, die später einer stärkeren Beanspruchung beim Tiefziehen unterzogen werden, auf geringerer Temperatur bleiben und dadurch weniger gedehnt bzw. gestreckt werden als das Kunststoff­ material in den wärmeren Nachbarbereichen.

Wenn von einem Kunststoffabschnitt gesprochen wird, dann kann es sich hier um einen einstückig mit einer Kunststoffbahn zusammenhängenden Abschnitt handeln, es kann aber auch an einen zuvor separierten Zuschnitt aus Kunststoff gedacht sein. Das Verfahren ist in jedem Falle gleich vorteilhaft anwendbar.

Hinsichtlich einer Wärmeplatte aus Metall zum Erwärmen von plattenförmigen Abschnitten aus thermoformbarem, insbesondere tiefziehfähigem Kunststoff, bei der auf der vorderen Heizfläche Luftleitungen münden, wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die vordere Heizfläche in denjenigen Formbereichen, wo der auflegbare, zu erwärmende Kunststoffabschnitt, insbesondere beim späteren Tiefziehen, später zur Verformung mit herangezogen werden soll, Mittel aufweist, mit deren Hilfe die genannten Bereiche des zu erwärmenden Kunststoffabschnittes auf geringere Temperatur erwärmbar sind als die Nachbarbereiche. Die Wärmeplatte kann ebenso wie der plattenförmige Abschnitt aus Kunststoff eben oder mehr oder weniger gekrümmt sein. Zum leichteren Verständnis und auch bei bereits im Betrieb befindlichen Vorrichtungen sind Wärmeplatten vorgesehen, die eine ebene vordere Heizfläche haben, an welche ein ebener, plattenförmiger Abschnitt aus Kunststoff zur Erwärmung angelegt und zum Festhalten mittels Vakuum angesaugt wird. Dafür sind die Luftleitungen vorgesehen. Auch bei der bereits erfolgreich eingesetzten Wärmeplatte gemäß der Erfindung kann man von einer Kunststoffbahn oder von separierten Zuschnitten arbeiten, in jedem Falle wird ein plattenförmiger Abschnitt aus Kunststoff in der erfindungsgemäß vorgesehenen Weise so erwärmt, daß ein Wärmeprofil bestimmter, gewollter Ausgestaltung entsteht.

Je nach dem Formling kann das Wärmeprofil anders ausgestaltet sein. Es gibt Verpackungen mit einer Griffmulde und solche mit gekrümmt ausgestalteten Flächen im Bereich der Oberwand oder Packungen mit beidem usw. Der Fachmann wird empirisch ermitteln, wo unter Benutzung einer herkömmlichen Wärmeplatte der bisherige Formling zu starke Dehnungen aufweist. Entsprechend wird der Fachmann bei Beachtung der erfindungsgemäßen Lehre Formbereiche auswählen, wo er die erwähnten Mittel einsetzt, um diejenigen Bereiche des zu erwärmenden Kunststoff­ abschnittes, die später einer stärkeren Beanspruchung unterworfen werden sollen, auf geringere Temperatur zu erwärmen als die Nachbarbereiche. Zum Beispiel könnte man die vordere Heizfläche mit herkömmlichen Mitteln in ihrer Gesamtheit erwärmen, an den betrachteten Formbereichen hingegen Kühlmittel definiert zuführen, so daß die Formbereiche auf einer niedrigeren Temperatur bleiben als die Nachbarbereiche.

Es hat sich aber im Laufe der Entwicklung gezeigt, daß die Aufgabe gemäß der Erfindung besonders dann vorteilhaft gelöst werden kann, wenn die Mittel zur Erzeugung einer Temperatur­ differenz von z. B. 5°C bis 30°C in dem Formbereich der Heizfläche durch eine Vertiefung und/oder eine wärmeisolierende Schicht gebildet sind. Es wurden erfolgreiche Versuche durchgeführt, bei denen eine Vertiefung den erwähnten Formbereich bildet und sich genau dort befindet, wo der auflegbare, zu erwärmende Kunststoffabschnitt später unter Heranziehung von Material aus Nachbarbereichen verformt werden soll. Wird auf eine beispielsweise eben angenommene vordere Heizfläche einer solchen Wärmeplatte gemäß der Erfindung ein ebener, plattenförmiger Abschnitt aus Kunststoff aufgelegt und vorzugsweise mit Vakuum angesaugt und festgehalten, dann legt sich der Kunststoffabschnitt zunächst auf die Nachbarbereiche neben der Vertiefung und wird dort schon erwärmt, während der Wärmekontakt am Grund der Vertiefung zu dem Kunststoffabschnitt schlechter ist. Hierdurch braucht man an der gesamten Heizung der Wärmeplatte bekannter Ausführungen keine Änderungen vorzunehmen, denn die Temperaturdifferenz erreicht man genau Im Bereich der Vertiefung, welche das Mittel darstellt, mit dessen Hilfe der zu erwärmende Kunststoffabschnitt gerade über der Vertiefung auf geringere Temperatur gebracht werden kann als die Nachbarbereiche.

Bei einem anderen Ausführungsbeispiel hat man die ebene Heizfläche ganzflächig mit einem wärmeleitenden Material beschichtet und nur in dem in Rede stehenden Formbereich oder in der Vielzahl der Formbereiche der Beschichtung eine andere Zusammensetzung mit geringerer Wärmedurchlässigkeit gegeben. Die Zusammensetzung dieser Schicht und damit den Wärmewiderstand kann man exakt steuern, so daß man wiederum genau und schnell das gewünschte Wärmeprofil erzeugen kann.

Eine besonders bevorzugte weitere Ausführungsform der Erfindung sieht eine Vertiefung in dem betrachteten Formbereich vor, welche bündig mit einer wärmeisolierenden Schicht ausgefüllt ist Auch dann kann die gewünschte Temperaturdifferenz an genau den gewünschten Orten mit schmalen Temperaturgrenzen erreichen.

Vorteilhaft ist es erfindungsgemäß ferner, wenn sich die Vertiefung im Formbereich der Heizfläche 0,1 mm bis 0,5 mm, vorzugsweise 0,2 mm bis 0,3 mm, tief in die Wärmeplatte hinein erstreckt. Versuche haben gezeigt, daß man bei Verwendung einer 0,2 mm tiefen (bzw. hohen) Vertiefung, die ganz mit Isoliermaterial so ausgefüllt ist, daß die Oberfläche mit der Heizfläche der Nachbarbereiche bündig ist, eine Temperatursenkung von etwa 23°C erreicht. Es versteht sich, daß man durch Veränderung der Wärmedurchlässigkeit der wärmeisolierenden Schicht oder der Veränderung der Dicke bzw. Höhe der Vertiefung andere Temperatursenkungen erreichen kann.

Bei vorteilhafter weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Vertiefung im Formbereich bündig mit der Heizfläche mit einer wärmeisolierenden Schicht aus Teflon, Sintermaterial Keramik oder einer Kombination derselben gefüllt. Diese Materialien sind abriebbeständig und verhältnismäßig leicht zu bearbeiten, so daß die Herstellungskosten für eine derart aufgebaute Wärmeplatte durchaus als wirtschaftlich bezeichnet werden können.

Günstig ist es, wenn erfindungsgemäß Luftleitungen in den Grund des Formbereiches münden und/oder sich über Durchgänge in der wärmeisolierenden Schicht in die Heizfläche fortsetzen. Dadurch kann man den Kunststoffabschnitt mittels Saugluft an der Wärmeplatte halten, und zwar auch in den Formbereichen, in denen die Temperaturabsenkung erreicht werden soll.

Wenn man bei weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung die Wärmeplatte als Gegenplatte eines Tiefziehwerkzeuges ausgestaltet und, über die Heizfläche verteilt, mit Luftleitungen verbundene Öffnungen vorsieht kann man ohne Zwischentransport den erwärmten Kunststoff­ abschnitt direkt von der Heizfläche tiefziehen. Die dadurch erreichten Vorteile der präzisen örtlichen Umgrenzung der Formbereiche und der Aufrechterhaltung des scharfen Wärmeprofiles wurden oben schon erwähnt.

Weitere Vorteile, ausgestaltende Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den Zeichnungen. Es zeigen:

Fig. 1 die Draufsicht auf eine Wärmeplatte, in welcher ein ovaler Formbereich dargestellt ist, wie er lagemäßig zu einer gestrichelt dahinter angedeuteten Verpackung liegt,

Fig. 2 eine Querschnittsansicht entlang der Linie II-II der Fig. 1,

Fig. 3 eine vergrößerte Einzelansicht gemäß dem Kreis X in Fig. 2 und

Fig. 4 die perspektivische Ansicht einer Flüssigkeitsverpackung mit Griffmulde, welche durch Tiefziehen von Kunststoffhalbschalen und Verbinden miteinander hergestellt werden kann, ohne Verschluß.

Das tiefziehfähige Kunststoffmaterial für einen plattenförmigen Abschnitt aus tiefziehfähigem Kunststoff kann ein Thermoplast sein, z. B. Polypropen. Auch PVG kann als solcher Kunststoff dienen, wobei Polypropen in der Technik weitgehend auch als Polypropylen bekannt ist. Eine aus einem solchen Kunststoff hergestellte Packung besteht dann aus einwandfrei wieder aufarbeit­ baren und leicht verrottbaren Teilen und Materialien (im Gegensatz zu Verbundmaterialien - Papier/Kunststoff). Man kann vorzugsweise das Kunststoffmaterial, z. B. das Polypropen, füllen, wobei als Füllstoffe hier an Kreide, Glimmer, Talkum, Gips oder dergleichen gedacht ist. In der Praxis haben sich Füllgrade von bis zu 70%, vorzugsweise 60%, als günstig erwiesen. Es hat sich gezeigt, daß derartige gefüllte Kunststoffmaterialien einerseits leicht verrottbar sind, natürlich auch ohne weiteres und nach einfachen Methoden wieder aufgearbeitet bzw. rezykliert werden können und andererseits die Eigenschaften eines Kunststoffes nicht beeinträchtigen, so daß derartige gefüllte Kunststoffmaterialien insbesondere tiefziehfähig, allgemein thermoformbar und auch siegelfähig sind.

Zum Erwärmen eines ebenen, plattenförmigen Abschnittes aus einem solchen Kunststoff, insbesondere zwecks späteren Verformens, z. B. Tiefziehens, zur Bildung eines Formlinges, beispielsweise einer Packungshalbschale, aus welcher dann die Packung gemäß Fig. 4 hergestellt wird, kann man die Wärmeplatte verwenden, die in Fig. 1 in Draufsicht und in Fig. 2 in der Querschnittsansicht dargestellt ist. Die aus Aluminium bestehende Wärmeplatte besteht im Aufbau gemäß Fig. 2 aus einer Heizplatte 1 mit elektrischen Heizspiralen 2, auf welcher eine Kontaktplatte 3 über die sechs dargestellten Schrauben 4 befestigt ist. Auf deren Heizfläche 5 liegt der zu erwärmende plattenförmige Kunststoffabschnitt 6.

Die Dicke des Kunststoffabschnittes 6 beträgt 0,6 mm, und das Außenmaß in Draufsicht entspricht dem Außenmaß der Wärmeplatte in der Draufsicht der Fig. 1.

Im Abstand unter der Heizfläche 5 durchzieht gemäß Darstellung der Fig. 1 bis 3 eine Reihe von in gleichem Abstand zueinander angeordneten Luftverbindungsleitungen 7 die Kontaktplatte 3, wobei die Luftverbindungsleitungen 7 gemäß Darstellung der Fig. 1 (teilweise gestrichelt angedeutet) von vier vertikal und senkrecht dazu verlaufenden Luftverbindungsleitungen 7′ gekreuzt werden. Die Luftverbindungsleitungen 7, 7′ bilden damit im Material der Kontaktplatte 3 einen einheitlichen Raum für Luft mit Über- oder Unterdruck (zum Abdrücken oder Ansaugen eines Kunststoffabschnittes 6). Dazu sind die Luftverbindungsleitungen 7, 7′ außen durch Stopfen 8 verschlossen und nur an zwei Ecken, bei der Darstellung der Fig. 1 oben links und rechts, über Anschlüsse 9 an ein Leitungssystem verbunden, mit dessen Hilfe ein Über- oder Unterdruck herstellbar ist. Über kurze Luftleitungen 10, die in länglichen Nuten 11 münden, ist der Raum im System der Luftverbindungsleitungen 7, 7′ mit der oberen Heizfläche 5 verbunden.

Im mittleren Bereich der Heizfläche 5 ist gemäß Darstellung der Fig. 1 ein Formbereich 12 in Form einer 0,2 mm tiefen Vertiefung ausgebildet, der mit einer wärmeisolierenden Schicht bündig mit der Heizfläche 5 gefüllt ist. Dieser Formbereich 12 ist ovalförmig und hat eine Breite von 20 mm und zieht sich über den Mittelbereich einer Packungswand, wo beispielsweise stärkere Krümmungen beim Tiefziehen erwartet werden im Vergleich zu den Nachbarbereichen, die mit 13 bezeichnet sind. Die wärmeisolierende Schicht ist in den Fig. 2 und 3 mit 14 bezeichnet Die Grenze 15 zwischen dem Formbereich 12 und den Nachbarbereichen 13 ist deutlich durch die zwei parallel zueinander verlaufenden Linien in Fig. 1 dargestellt und hat in der Praxis eine Breite von 1 ,5 mm, innerhalb welcher sich der Temperaturgradient befindet.

Es kann eine aus zwei tiefgezogenen Halbschalen gebildete Packung hergestellt werden, wie sie in Fig. 4 dargestellt ist.

Die Packung nach Fig. 4 weist Seitenwände 16, 17, einen nicht dargestellten Boden und eine Oberwand 18 auf. Eine längliche Vertiefung 19 durchzieht die Oberwand 18 mittig und diagonal und erweitert sich im vorderen Bereich einer nicht dargestellten Ausgießöffnung, wo man nur das Loch 20 erkennt. Eine Naht 21 umzieht als Doppelstreifen versteifend die Packung, wobei die Naht über die obere Kontur des Oberbodens 18 nicht hinausragt, denn sie verläuft in der Vertiefung 19, die sich um das Loch 20 herum im Bereich 22 erweitert. In dem Bereich der Griffmulde 23 und auch an anderen Teilen mit größerer Krümmung erfolgt später eine verhältnismäßig starke Beanspruchung des Kunststoffabschnittes durch den Benutzer bzw. bei der Handhabung.

Im Betrieb wird ein ebener, plattenförmiger Abschnitt 6 aus tiefziehfähigem Kunststoff mit den Maßen der Wärmeplatte gemäß Fig. 1 auf diese aufgelegt und über die äußeren Öffnungen 24 angesaugt. Auch im Formbereich 12 befinden sich Öffnungen 24 im wärmeisolierenden Material, so daß der Kunststoffabschnitt 6 ganzflächig von der Wärmeplatte an ihre Heizfläche 5 gedrückt wird. Durch die elektrische Heizspirale 2 wird die Kontaktplatte 3 erwärmt, und die Wärme dringt ohne wesentliche Widerstände in den Nachbarbereichen 13 direkt auf den Kunststoffabschnitt 6. Im Formbereich 12 hingegen hat die Wärme das Isoliermaterial zu überwinden, so daß sich der darüber befindliche, zu erwärmende Kunststoffabschnitt 6 im Formbereich 12 auf eine 20°C niedrigere Temperatur erwärmt als der Kunststoffabschnitt 6 in den Nachbarbereichen 13.

Ist eine Endtemperatur des Kunststoffabschnittes 6 in den Nachbarbereichen 13 von z. B. 180°C erreicht, dann fährt ein Tiefziehwerkzeug gegen die Wärmeplatte nach den Fig. 1 bis 3 und zieht und formt den inneren Bereich in ähnlicher Weise, wie in Fig. 4 dargestellt ist. Währenddes­ sen werden die äußeren Randstreifen, welche später die Versteifungsnaht 21 werden, erwärmt gehalten und festgehalten. Nach dem Tiefziehen zweier Halbschalen werden diese längs ihrer Ränder miteinander verbunden, so daß sich die doppelte Naht 21 ergibt, wie bei der Packung in Fig. 4 gezeigt.

Claims (10)

1. Verfahren zum Erwärmen von plattenförmigen Abschnitten (6) aus thermoformbarem, insbesondere tiefziehfähigem Kunststoff, zwecks Verformens, insbesondere Tiefziehens zur Bildung eines Formlings, bei welchem der Kunststoffabschnitt (6) mit einer Heizfläche (5) in körperlichen Kontakt gebracht wird und teilweise während des Verformens in körperlichem Kontakt bleibt, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststoffmaterial in denjenigen Bereichen (z. B. 23) des zu erwärmenden Kunststoffabschnittes (6), die bei der späteren Benutzung des Formlings einer stärkeren Beanspruchung unterzogen werden sollen als Nachbarbereiche (13), auf eine tiefere Temperatur erwärmt wird als in den Nachbarbereichen (13).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem auf der Heizfläche (5) aufliegenden Kunststoffabschnitt (6) die Temperaturdifferenz zwischen denjenigen Bereichen (12) des zu erwärmenden Kunststoffabschnittes (6), die bei der späteren Benutzung des Formlings einer stärkeren Beanspruchung unterzogen werden sollen als Nachbarbereiche (13), und den Nachbarbereichen (13) 5°C bis 30°C, vorzugsweise 10°C bis 25°C, und besonders bevorzugt 15°C bis 20°C beträgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an den Grenzen (15) zwischen denjenigen Bereichen (12) des zu erwärmenden Kunststoffabschnittes (6), die bei der späteren Benutzung des Formlings einer stärkeren Beanspruchung unterzogen werden sollen als Nachbarbereiche (13), und den Nachbarbereichen (13) ein scharfer Temperaturgradient gebildet wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erwärmte Kunststoffabschnitt (6) ohne Zwischentransport direkt und unmittelbar von der Heizfläche (5) tiefgezogen wird.

5. Wärmeplatte aus Metall zum Erwärmen von plattenförmigen Abschnitten (6) aus thermoformbarem, insbesondere tiefziehfähigem Kunststoff, zwecks späteren Verformens, insbesondere Tiefziehens zur Bildung eines Formlings, bei der auf der vorderen Heizfläche (5) mündende Luftleitungen (7, 7′) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die vordere Heizfläche (5) in denjenigen Formbereichen (12), wo der auflegbare zu erwärmende Kunststoffabschnitt (6), insbesondere beim späteren Tiefziehen, bei der späteren Benutzung des Formlings stärker beansprucht werden soll, Mittel (12, 14) aufweist, mit deren Hilfe die genannten Bereiche (12) des zu erwärmenden Kunststoff­ abschnittes (6) auf geringere Temperatur erwärmbar sind als die Nachbarbereiche (13).

6. Wärmeplatte nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (12, 14) zur Erzeugung einer Temperaturdifferenz von z. B. 5°C bis 30°C in dem Formbereich (12) der Heizfläche (5) durch eine Vertiefung und/oder eine wärmeisolierende Schicht (14) gebildet sind.

7. Wärmeplatte nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Vertiefung im Formbereich (12) der Heizfläche (5) 0,1 mm bis 0,5 mm, vorzugsweise 0,2 mm bis 0,3 mm, tief in die Wärmeplatte erstreckt

8. Wärmeplatte nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefung im Formbereich (12) bündig mit der Heizfläche (5) mit einer wärmeisolierenden Schicht (14) aus Teflon, Sintermaterial, Keramik oder einer Kombination derselben gefüllt ist.

9. Wärmeplatte nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß Luftleitungen (7, 7′) in den Grund des Formbereiches (12) münden und/oder sich über Durchgänge in der wärmeisolierenden Schicht (14) in die Heizfläche (5) fortsetzen.

10. Wärmeplatte nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Gegenplatte eines Tiefziehwerkzeuges ausgestaltet ist und, über die Heizfläche (5) verteilt, mit Luftleitungen (7, 7′) verbundene Öffnungen (24) aufweist.