DE4430825A1 - Formwerkzeug zum Tiefziehen und Ausstanzen von Behältern aus einer thermoplastischen Kunststoffolie - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Formwerkzeug zum Tiefziehen und Ausstanzen von Behältern aus einer erwärmten thermoplasti­ schen Kunststoffolie nach der Gattung des Hauptanspruches. Sie betrifft insbesondere die Kühlung der Niederhalter.

Formwerkzeuge mit direkter Kühlung der Niederhalter sind bekannt, z. B. durch den Vertrieb solcher Werkzeuge durch die Anmelderin. Dabei wird eine Kammer zwischen Matrizenboh­ rung und äußerer Niederhalterwandung mit Kühlwasser durch­ strömt. Dichtungen verhindern das Austreten des Kühlmediums. Allerdings sind diese Dichtungen dynamisch belastet und neigen zu Beschädigung und Verschleiß, was sehr unangenehme Folgen haben kann, weil dann das Kühlmedium auf die Folien­ bahn bzw. in die Formnester fließt. Die DE-PS 31 09 415 zeigt ein Werkzeug, das die Probleme der Leckage durch Ein­ bau einer Buchse verhindert, da dabei nur statisch bean­ spruchte Dichtungen erforderlich sind. Nachteilig ist die schlechtere Kühlwirkung, die nur indirekt wirksam ist. Je nach Toleranz der Buchsenbohrung und des Außendurchmessers des zugehörigen Niederhalters liegt eine bessere oder schlechtere Anlage des Niederhalters vor, was die Kühlwir­ kung entscheidend beeinflußt. Ein weiterer Nachteil der Buchse ist ihr Platzbedarf. Der im Niederhalter verschiebbar angeordnete Streckhelfer sollte je nach Behältergestalt möglichst groß im Durchmesser sein. Dadurch werden bessere Tiefziehergebnisse bezüglich Wandstärkenverteilung, Schreck­ marken und Dicke des Behälterrandes erzielt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Formwerkzeug so auszubilden, daß trotz platzsparender und direkter Küh­ lung des Niederhalters und bei Einsatz dynamisch beanspruch­ ter Dichtungen keine Gefahr einer Leckage besteht.

Zur Lösung der Aufgabe werden die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruches vorgeschlagen. Die Unteransprüche be­ schreiben vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung.

Ein Ausführungsbeispiel des Formwerkzeuges nach der Erfin­ dung ist anhand der schematischen Zeichnungen näher beschrie­ ben. Es zeigt:

Fig. 1 einen Querschnitt durch ein einreihiges Form­ werkzeug,

Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung eines Bereiches des Formwerkzeuges.

Das Formwerkzeug besteht aus einem Oberteil 1 und einem Unterteil 2, die relativ zueinander verschiebbar sind und im Zusammenwirken eine Folie 3 zu Behältern 4 tiefziehen und diese ausstanzen. Hierzu weist das Unterteil 2 den eigentli­ chen Formeneinsatz 5 mit einer Schnittkante 6, die Aufnahme 8 und die Grundplatte 9 sowie je Formnest einen höhenbewegli­ chen Formboden 10 auf. Das Oberteil 1 setzt sich zusammen aus der Matrize 11, Niederhaltern 12, der Kopfplatte 13, der Zwischenplatte 15 und einem Streckhelfer 14 pro Formnest. Formwerkzeuge sind in der Regel mit mehreren Formnestern in einer Reihe ausgestattet, eine mehrreihige Anordnung solcher Formnester ist möglich.

Zwischen jeder Matrizenbohrung 16 und der Außenfläche des Niederhalters 12 ist eine ringförmige Kammer 17 eingeformt. Sie kann nur in der Matrizenbohrung 16, nur im Niederhalter 12 oder in beiden Teilen eingeformt sein. Über Kühlbohrungen 18, 19 wird Kühlwasser zu- bzw. abgeleitet. Dichtungen 20 in entsprechenden Kammern verhindern das Austreten von Kühlflüs­ sigkeit. Zwei weitere Kammern 21 beiderseits der Kammer 17 sind gemäß einer Ausführungsform der Erfindung eingeformt in die Matrizenbohrung 16 und/oder in die Außenwandung des Niederhalters 12 und mit Druckluft über Bohrungen 22 beauf­ schlagbar. Dichtungen 23 zur Außenseite hin sind vorgesehen.

Die Aufgabe der mit Druckluft beaufschlagten Kammern 21 besteht darin, einen Kühlwasseraustritt zu verhindern, soll­ ten die Dichtungen 20 beschädigt oder verschlissen sein. In diesem Fall wird - anstelle des Kühlwasseraustritts - Druck­ luft in das Kühlwassersystem hineingeblasen.

Um einen zu großen Druckluftübergang zu verhindern, wird in besonderer Ausbildung der Erfindung vorgeschlagen, in der Druckluftzuleitung für die Kammern 21 einen Druckregler 7 vorzusehen und den Luftdruck so einzustellen, daß er gering­ fügig über dem Druck des Kühlmediums liegt.

Sollte bei einer Beschädigung bzw. bei einem Verschleiß der Dichtungen 20 Druckluft in das Kühlwasser eindringen, wird vorgeschlagen, Meßeinrichtungen in diesem Kühlsystem anzuord­ nen, die das Vorhandensein von Druckluft in bestimmten Berei­ chen dieses Kühlsystems erfassen und dies der Maschinensteue­ rung melden.

Auf diese Weise kann eine Fehleranzeige eingeblendet werden. Es ist also auf diese Weise möglich, den Verschleiß der Dichtungen 20 ohne Demontage des Formwerkzeuges zu erkennen und entsprechende Maßnahmen einzuleiten. Dies ist ein weite­ rer Vorteil dieser Gestaltung eines Formwerkzeuges.

Die Wirksamkeit bzw. Dauer der Druckluftzufuhr zu den Kam­ mern 21 kann auf zweierlei Weise erfolgen. Entweder die Druckluft steht dauernd an oder wird parallel zur Formluft zugeführt, also nur zeitweise während eines Taktes. Die Zufuhr im Takt der Formluft ist einfacher zu realisieren, da in diesem Fall die obere Kammer 21 weggelassen werden kann, da von dieser Seite her sowieso Druckluft am Spalt zwischen Matrizenbohrung 16 und Niederhalter 12 ansteht. Außerdem ist es in diesem Fall möglich, die untere Kammer 21 dadurch mit Formluft zu speisen, daß eine Querbohrung 25 zum Innern des Niederhalters 12 vorgesehen wird. Bohrungen 22 können bei dieser Ausführung entfallen, so daß die Maßnahmen recht ein­ fach zu realisieren sind. Allerdings besteht bei dieser Aus­ führung die Gefahr, daß beim Abstellen der Maschine, wenn also keine Formluft geschaltet wird, eine Leckage erfolgt.

Man kann auch kombiniert fahren - untere Kammer 21 dauernd mit Druckluft beaufschlagt, von oben wirkt nur taktweise die Formluft über den Ringspalt Matrizenbohrung 16/Nieder­ halter 12.

Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird vorge­ schlagen, die Kammern 21 zur Leckage-Ableitung zu verwenden, also nicht an Druckluft anzuschließen. In diesem Fall fließt eventuell auftretendes Leckwasser in die Kammern 21 und von dort über die Bohrungen 22 nach außen in Sammelleitungen. Auch diese Leckage ist erfaßbar und gibt Aufschluß über den Zustand der Dichtungen 20. In besonderer Ausbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, Vakuum an den Bohrungen 22 wirken zu lassen, um auftretendes Kühlwasser ggf. abzusau­ gen.

Claims (11)

1. Formwerkzeug zum Tiefziehen und Ausstanzen von Behältern aus einer erwärmten thermoplastischen Kunststoffolie, bestehend aus einem Unterteil mit den Formen für die Behälter und Schnittstempel zum Austrennen der Behälter und einem Oberteil mit Kopfplatte, Matrize und in den Bohrungen der Matrize axial verschiebbaren Niederhaltern, wobei zwischen Matrizenbohrung und Niederhalter eine ringförmige Kammer zur Zuleitung eines Kühlmediums vorge­ sehen ist, die beiderseits von zwei Dichtungen abgedich­ tet wird, gekennzeichnet durch eine Kammer (21), einge­ formt in die Matrizenbohrung (16) und/oder die Außenwand des Niederhalters (12), angeordnet zwischen der Kammer (17) für das Kühlmedium und der Stirnfläche des Niederhal­ ters (12).

2. Formwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (21) mit einer Druckluftquelle in Verbindung steht.

3. Formwerkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckluftzufuhr in die Kammer (21) durch eine Querboh­ rung (25) vom Innern des Niederhalters (12) aus erfolgt.

4. Formwerkzeug nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Bohrung (22) zur Verbindung der Kammer (21) mit einer dauernd unter Druck stehenden Druckluftquelle.

5. Formwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeich­ net durch eine Einrichtung zur Erfassung von Druckluft, das in das Leitungssystem des Kühlmediums eingedrungen ist.

6. Formwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekenn­ zeichnet durch eine zweite Kammer (21) auf der gegen­ überliegenden Seite der Kammer (17) für das Kühlmedium.

7. Formwerkzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Kammer (21) mit einer dauernd unter Druck stehenden Druckluftquelle in Verbindung steht.

8. Formwerkzeug nach Anspruch 4 oder 7, gekennzeichnet durch einen in die Zuleitung eingebauten Druckregler (7).

9. Formwerkzeug nach Anspruch 1 oder 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine oder beide Kammern (21) mit einer drucklosen Leckageleitung in Verbindung steht.

10. Formwerkzeug nach Anspruch 1 oder 6, dadurch gekennzeich­ net, daß eine oder beide Kammern (21) mit einer Vakuum­ quelle in Verbindung stehen.

11. Formwerkzeug nach Anspruch 9 oder 10, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Erfassung von Kühlmittel in der Leckageleitung.