DE4445376C1 - Form-Stanz-Werkzeug zum Herstellen von Behältern aus thermoplastischer Kunststoffolie - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Form-Stanz-Werkzeug zum Herstel­ len von Behältern aus thermoplastischer Kunststoffolie nach der Gattung des Hauptanspruches.

Ein solches Werkzeug ist aus der EP 0 525 483 A1 bekannt. Bei diesem wird der Niederhalter, der als Ringkolben ausge­ bildet ist, mit Druckluft beaufschlagt, so daß die Kraft des Niederhalters in Abhängigkeit des Verfahrensablaufes gesteu­ ert werden kann. So kann man beim Schließen des Werkzeuges zur Schonung des Antriebes keine Niederhalterkraft wirken lassen und erst bei geschlossenem Werkzeug oder beim Aus­ schieben des ausgestanzten Behälters beim Öffnen des Werkzeu­ ges diese Niederhalterkraft aufbauen.

Wie man aus der genannten Offenlegungsschrift erkennen kann, wird die Formluft zum Ausformen der Behälter aus demselben Tank zugeführt wie die Druckluft zur Erzeugung der Niederhal­ terkraft. Die Formluft wirkt im Innern des geschlossenen Formwerkzeuges der Niederhalterkraft entgegen und hebt diese je nach maßlichen Verhältnissen mehr oder weniger auf oder diese wird sogar größer als die Niederhalterkraft. Dies spielt dann keine Rolle, wenn man die Niederhalterkraft nur zum Ausstoßen der geformten Behälter verwendet, denn beim Ausstoßen ist die Formluft bereits entlüftet.

Es gibt Behälter, bei denen der zwischen dem Schnittstempel und dem Niederhalter eingespannte Behälterrand kalibriert bzw. verdünnt werden soll oder bei denen in diesen Rand ein Siegelwulst eingeformt werden soll. Dazu ist eine entspre­ chende Niederhalterkraft als Gegenkraft zur Schließkraft des Werkzeuges erforderlich, wie aus der 39 36 891 A1 hervorgeht. Um diese zu erzeugen, ist es be­ kannt, die Formluft und die Druckluft zur Niederhalterbeauf­ schlagung aus zweierlei Druckluftnetzen mit unterschiedli­ chen Drücken zu speisen. Da die Formluft bei den heute häu­ fig eingesetzten pp-Folien in der Größenordnung von 6 bar liegen muß, ist es erforderlich, zur Erzielung einer ausrei­ chenden Niederhalterkraft ein Druckluftnetz mit ca. 12 bis 16 bar aufzubauen. Dies erfordert eine eigene Hochdruck-Kom­ pressor-Anlage, da Druckluftnetze in Fertigungsbetrieben in der Regel einen maximalen Druck von 8 bis 10 bar haben. Dadurch werden die Druckluftkosten entsprechend hoch, ein eigenes Druckluftnetz muß installiert werden.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, das Werkzeug so zu gestalten, daß eine ausreichende Niederhalterkraft bei Verwendung von Druckluft mit einem Druck erzielt werden kann, der im wesentlichen dem Druck der Formluft entspricht und bei dem der Niederhalter mit seinem Zubehör von der Trennebene des Werk­ zeuges aus leicht ein- bzw. ausbaubar ist. Damit sollte eine Demontage, z. B. bei der Beschädigung einer Dichtung, bei eingebautem Werkzeug in geöffneter Stellung möglich sein.

Gelöst ist diese Aufgabe erfindungsgemäß durch die im Kenn­ zeichen des Hauptanspruches angegebenen Maßnahmen. Die Unter­ ansprüche stellen vorteilhafte Aus- bzw. Weiterbildungen dar.

Ein Ausführungsbeispiel des Werkzeuges nach der Erfindung ist anhand der schematischen Zeichnung näher beschrieben.

Die einzige Figur zeigt einen Querschnitt durch ein Formnest eines Form-Stanz-Werkzeuges.

Das Form-Stanz-Werkzeug besteht aus zwei Formhälften, dem Unterteil 1 und dem Oberteil 2. Dabei setzt sich das Unter­ teil 1 aus einer Grundplatte 3, dem Kühlblock 4, eingesetz­ ten Schnittstempeln 5, Formeinsätzen 6 und Böden 7 mit je einer Auswerferstange 8 zusammen. Die Anordnung der einzel­ nen Formnester im Kühlblock 4 kann einreihig oder mehrreihig sein. Jede Reihe kann mehrere Formnester aufweisen.

Das Oberteil 2 setzt sich zusammen aus einer Schnittplatte 9 mit entsprechenden Stanzdurchbrüchen 13 und einer Kopfplatte 10, die einteilig wie dargestellt oder zweiteilig sein kann. In jedem Stanzdurchbruch 13 sitzt ein Niederhalter 11, der sich nach hinten in einen Schaft 12 verjüngt. In der Kopf­ platte 10 sind entsprechende Bohrungen 14 vorgesehen. In jeder Bohrung 14 sitzt ein Ringkolben 15, einerseits gehal­ ten von einem Absatz 16, andererseits von einem Sicherungs­ ring 17 (Fig. 1 rechts) oder zwischen zwei Sicherungsringen 17 (Fig. 1 links). Bei der Lösung mit einem Absatz 16 folgt eine im Durchmesser etwas kleinere Bohrung 18, in der ein Kolben 19 sitzt, der in Richtung des Endes des Schaftes 12 in einen Absatz 20 übergeht, der bis zur Anschlagmutter 21 reicht, die auf dem Schaft 12 sitzt.

Wird der Ringkolben 15 zwischen zwei Sicherungsringen 17 gehalten, sind die Bohrungen 14 und 18 gleich im Durchmes­ ser. Bezüglich der Ausbildung des Kolbens 19 in der anderen Richtung gibt es zwei Vorschläge. Gemäß Fig. 1 links weist der Kolben 19 einen Absatz 22 auf, der durch den Ringkolben 15 ragt und sich auf der Schulter 23 des Niederhalters 11 abstützt. Fig. 1 rechts zeigt, wie sich der Kolben 19 di­ rekt auf einem Absatz 24 am Schaft 12 abstützt. Beide Lösun­ gen haben ihre vorteile.

Der Kolben 19 wird von einer Druckfeder 25 beaufschlagt, die damit den ganzen Niederhalter 11 nach unten drückt, bis die Anschlagmutter 21 an der Oberkante der Kopfplatte 10 anliegt.

Über Bohrungen 26, 27 kann Druckluft auf die Oberseite des Kolbens 19 geleitet werden. Zur Formluftzufuhr ist eine Boh­ rung 28 in der Kopfplatte 10 vorgesehen. Über eine weitere Bohrung 32 gelangt diese ins Innere des Niederhalters 11. Eine Bohrung 29 dient der Entlüftung des Raumes zwischen Kol­ ben 19 und Ringkolben 15. Im Innern des Niederhalters 11 ist bei Bedarf eine Stange 30 verschiebbar angeordnet, die einen Streckhelfer 31 trägt. Über Kühlbohrungen 33 erfolgt eine Kühlung der Schnittplatte 9 und damit der Niederhalter 11.

Das Werkzeug wird in die Formstation einer Thermoformmaschine eingebaut und arbeitet wie folgt:

Bei geöffnetem Werkzeug wird ein Abschnitt einer erwärmten Folienbahn 34 zwischen die beiden Werkzeughälften 1, 2 trans­ portiert und dieses soweit geschlossen, daß die Folienbahn 34 teilweise von den Schnittstempeln 5 durchtrennt wird. Die Niederhalter 11 weichen entsprechend zurück. Hierzu muß vom Antrieb der Thermoformmaschine nur die Kraft der Federn 25 überwunden werden. In dieser geschlossenen Stellung erfolgt die Druckluftzufuhr über die Bohrungen 26, 27, wodurch jeder Kolben 19 und damit der Niederhalter 11 entsprechend nach unten gedrückt wird. Hierdurch wird der Behälterrand ge­ formt. Gleichzeitig erfolgt die Zufuhr der Formluft und ggf. der Streckhelfereinsatz in bekannter Weise, wodurch die Be­ hälter verformt werden. Jetzt entweicht zunächst die Druck­ luft über die Bohrungen 26, 27, damit bei der nun einsetzen­ den Stanzbewegung des Werkzeugunterteils 1 die Niederhalter­ kraft abgebaut ist. Es entweicht die Formluft, das Werkzeug öffnet und die geformten Artikel werden in bekannter Weise austransportiert und gestapelt.

Bei geöffnetem Werkzeug ist es möglich, nach der Demontage der Streckhelfer 31 und dem Entfernen der Anschlagmutter 21 den Niederhalter 11 zur Trennebene hin herauszuziehen. Damit wird der Sicherungsring 17 zugänglich. Nach seiner Entfer­ nung können Ringkolben 15 und Kolben 19 einschließlich Druck­ feder 25 zur Trennebene hin entfernt werden. Der Austausch sämtlicher Dichtungen ist möglich. Es ist nicht erforder­ lich, die Schnittplatte 9 zu entfernen, um diese Zugänglich­ keit zu erzielen.

Claims (8)

1. Form-Stanz-Werkzeug zum Herstellen von Behältern aus einer thermoplastischen Kunststoffolie mittels Differenz­ druck, bestehend aus einem Unterteil mit den Formen der herzustellenden Behälter und entsprechenden Schnittstem­ peln sowie einem Oberteil mit einer Schnittplatte mit Durchbrüchen und mit je einem darin verschiebbaren Nie­ derhalter, der mit Druckluft zur Erzeugung einer Nieder­ halterkraft beaufschlagbar ist, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

• a) ein Kolben (19) steht in Wirkverbindung mit dem Niederhalter (11).
• b) Der Außendurchmesser des Kolbens (19) ist kleiner oder gleich dem größten Durchmesser des Niederhal­ ters (11).
• c) Zwischen dem Kolben (19) und einer Schulter (23) des Niederhal­ ters (11) ist ein von der Trennebene des Werkzeuges aus lösbarer Ringkolben (15) angeordnet, dessen Außendurchmesser kleiner oder gleich dem größten Durchmesser des Niederhalters (11), aber nicht klei­ ner als der Durchmesser des Kolbens (19) ist.

2. Form-Stanz-Werkzeug nach Anspruch 1 dadurch gekennzeich­ net, daß sich der Kolben (19) auf einem Absatz (24) des Schaftes (12) des Niederhalters (11) abstützt.

3. Form-Stanz-Werkzeug nach Anspruch 1 dadurch gekennzeich­ net, daß der Kolben (19) einen Absatz (22) aufweist, der sich durch den Ringkolben (15) hindurch erstreckt und auf der Schulter (23) des Niederhalters (11) abstützt.

4. Form-Stanz-Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß die Durchmesser von Kolben (19), Ringkolben (15) und Niederhalter (11) gleich sind.

5. Form-Stanz-Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des Ringkol­ bens (15) geringfügig kleiner ist als der größte Durch­ messer des Niederhalters (11) und geringfügig größer als der des Kolbens (19).

6. Form-Stanz-Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkolben (15) dadurch in seiner Bohrung (14) gehalten wird, daß er auf der Rückseite auf einem Absatz (16) anliegt und auf der Vorderseite von einem Sicherungsring (17) gehalten wird.

7. Form-Stanz-Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkolben (15) zwischen zwei Sicherungsringen (17) gehalten ist.

8. Form-Stanz-Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7 da­ durch gekennzeichnet, daß der Kolben (19) einen Absatz (20) aufweist, der sich in Richtung des Schaftendes des Niederhalters (11) erstreckt und gegen den die Anschlag­ mutter (21) gezogen ist.