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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum in-der-Form Schneiden thermogeformter Gegenstände, die
ohne Verwendung einer Pick-up-Platte oder einer Entnahmeanordnung
aus der Form entfernt werden sollen.
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Entsprechend
dem bekannten Stand der Technik wird das Schneiden thermogeformter
Gegenstände
in der Form und aus der Form heraus im Wesentlichen gemäß zwei Schneidetechniken
durchgeführt,
die in bekannter Weise bezeichnet werden als: Ausstanzstempel-Schneiden
und Stempel-und-Matrizen Schneiden. Derartige Techniken werden unten
mit Bezugnahme auf die 1 bis 10 der
beigefügten
Zeichnungen kurz beschrieben, wobei:
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1 zeigt
leicht von oben in schematischer perspektivischer Ansicht eine thermoformende
Presse für
zu thermoformende Gegenstände
(Wannen) ausgehend von einem Blatt oder einer Platte aus thermoformbarem
Material, das in einer weiblichen und männlichen Form thermogeformt
wird und anschließend
mittels eines Ausstanzstempels außerhalb-der-Form geschnitten
wird, und wobei jeder Formling aus drei thermogeformten Gegenständen an
einer Stapelstation gestapelt wird;
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2 ist
eine schematische perspektivische Querschnittsansicht einer Vorrichtung
zum Schneiden des gesamten Umfangsrandes des in 1 dargestellten
thermogeformten Gegenstandes mittels eines Ausstanzstempel-Schneideelements,
das mit einer entsprechenden Auflagefläche zusammenwirkt, auf der
das Ausstanzstempel-Element anliegt;
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2a zeigt
ein Detail der 2 in vergrößertem Maßstab und hebt die Arbeitsposition
der Schneidkante des hohlen bzw. Ausstanz-Stempels gegen eine Auflagefläche hervor;
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3 ist
eine perspektivische Ansicht eines Details eines Hebe- und Stapelschaftes
während
des Hebens und Stapelns eines thermogeformten Gegenstandes aus seinem
Aufnahmesitz, der durch eine weibliche Attrappenform an der in 1 gezeigten
Stapelstation gebildet wird, nachdem der thermogeformte Gegenstand
aufgrund des Stanzens des Ausstanzstempels vollständig aus
der Form geschnitten wurde;
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4 zeigt
eine schematische perspektivische Ansicht einer thermoformenden,
teilweise In-der-Form
ausstanzenden Presse, bei der die thermogeformten Gegenstände aus
einer thermoformenden Form durch die Restbahn entfernt und gegebenenfalls
an einer Stapelstation gestapelt werden, die stromabwärts der
thermoformenden Presse angeordnet ist;
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5 zeigt
in vergrößertem Maßstab eine perspektivische
Ansicht eines Details der 4, in der
das Vorhandensein von witness beads (Haltestegen) entlang des äußeren Umfangsrandes
eines thermogeformten, in 2 dargestellten
Gegenstandes hervorgehoben wird;
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6 zeigt
in vergrößertem Maßstab eine Querschnittsansicht
eines Details eines Austanzstempels, der angeordnet ist, um einen
thermogeformten Gegenstand in einer thermoformenden Form zu schneiden,
während
Haltestege am Umfangsrand des thermogeformten Gegenstandes entsprechend dem
in 4 dargestellten Arbeitsablauf ausgelassen werden.
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6a zeigt
aus 6 in vergrößertem Maßstab eine
schematische perspektivische Ansicht eines Details einer Arbeitsposition
der Schneidkante eines Ausstanzstempels, der in der Schneidkante Diskontinuitäten aufweist,
um Haltestege zu erhalten;
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7 zeigt
eine thermoformende Presse, die thermogeformte Gegenstände aus
der bildenden Form mittels Stempel und Matrize am Ende der Stapelstation
schneidet;
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8 ist
in vergrößertem Maßstab eine
perspektivische Querschnittsansicht eines Details der in 7 dargestellten
Presse, betreffend eine außerhalb-der-Form
vorgesehene Stempel-und-Matrizen Schneidevorrichtung,
die an der Stapelstation angeordnet ist;
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9 zeigt
eine schematische perspektivische Querschnittsansicht eines Stempels
und seiner entsprechenden Matrize für die außerhalb-der-Form vorgesehenen
Schneidvorgänge,
die auf den gesamten Rand eines jeden Gegenstandes in einem Gegenstandsformling
einwirken und mit der in 7 dargestellten Vorrichtung
durchgeführt
werden;
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9a zeigt
in vergrößertem Maßstab eine schematische
perspektivische Ansicht eines in 9 dargestellten
Details betreffend die Form und funktionsbedingte charakteristische
Merkmale einer außerhalb-der-Form
vorgesehenen Stempel-und-Matrizen Schneidevorrichtung;
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10 zeigt
eine schematische perspektivische Ansicht einer thermoformenden
Presse mit einer Arbeitsstation, bei der das Thermoformen und ununterbrochenes
Schneiden mittels eines Stempels und einer Matrize durch den gesamten
Umfangsrand eines thermogeformten Gegenstandes, das Heben des Gegenstandes
aus der weiblichen Form mittels eines Extraktors, der durch einen
Schaft und eine Druckplatte gebildet wird, erfolgt und zeigt weiters
eines von einer Vielzahl von Systemen zum Entfernen thermogeformter
Gegenstände,
die aus dem Restband heraus geschnitten wurden, z. B. ein Luftstoßsystem.
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Die
oben gelisteten 1 bis 3 zeigen eine
Vorrichtung zur Durchführung
eines Verfahrens zum Thermoformen von Gegenständen ausgehend von einem Blatt
oder einer Platte aus thermoformbarem Material. Im besonderen – wie in 1 dargestellt – umfasst
ein solches Verfahren im Wesentlichen die folgenden Schritte.
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Unter
Verwendung einer thermoformenden Form 1 umfassend eine
(obere) männliche
Pressform und eine (untere) weibliche Form 4, wobei dieselben
noch in ihrer offenen Position sind, wird ein Blatt oder eine Platte
aus thermoformbarem Material 2 zwischen die Pressform und
die Form gefördert. Die
Pressform 1 wird in ihre geschlossene Position bewegt,
um das Verfahren des Thermoformens eines Formlings aus thermogeformten
Gegenständen 5 zu starten.
Die Pressform 1 wird dann geöffnet (d. h. die Pressform
und die Form werden auseinander bewegt), um es zu ermöglichen,
die Formlinge der Gegenstände 5 durch
die Restbahn 6 aus der weiblichen Form zu extrahieren und
zu einer Stapelstation 7 zu befördern.
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An
der Stapelstation 7 werden die thermogeformten Gegenstände 5 eines
jeden Formlings einem Ausstanzvorgang mittels eines entsprechenden
Ausstanzstempels 8 unterzogen, der ausgelegt ist, um entlang
des gesamten Umfangsrandes 9 der Gegenstände 5 zu
wirken. Sofort nach dem Ausstanzen bzw. der kompletten Separation
der thermogeformten Gegenstände
aus der Restbahn 5 werden die Gegenstände in Stapeln 10 mittels
eines Stapelschaftes 11 angeordnet, der eine entsprechende
Platte 11a steuert, wie in 3 besser
dargestellt ist.
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Die
Restbahn 6 wird von der Stapelstation entfernt und z. B.
einer Mühle
zugeführt,
um recycelt zu werden. In Abhängigkeit
von den Erfordernissen können
vor dem finalen Stapelschritt Bearbeitungs- oder Behandlungsschritte
an den thermogeformten Gegenständen 5 durchgeführt werden,
z. B. können sie
an ihrer Unterseite gestanzt werden.
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Das
oben beschriebene Verfahren besitzt jedoch eine Anzahl an Nachteilen,
die im folgenden behandelt werden sollen. Tatsächlich erfordert dass außerhalb-der-Form
Schneiden unbedingt, dass die Stapelstation 7, an der das
Stanzen stattfindet, stromabwärts
der thermoformenden Station 1 angeordnet sein muss. Diese
Tatsache impliziert, dass zwischen der thermoformenden Presse und
der Schneid-Stapel-Station eine vorbestimmte Distanz liegt. Die
thermogeformten Gegenstände 5 brauchen eine
vorbestimmte Zeitdauer, um um diese Distanz verschoben zu werden,
wobei berücksichtigt
werden muss, dass die Förderbewegung
des Verschnittes bzw. des Restbandes 6 zusammen mit den
daran hängenden
Gegenständen 5 mit
einer vorgegebenen Geschwindigkeit erfolgt, d. h. durch den Förderabstand
der Bahn oder Platte 2 zur thermoformenden Station 1 werden
die thermogeformten Gegenstände 5 Umgebungseinflüssen ausgesetzt,
die sich zeitlich verändern,
z. B. zwischen Tag und Nacht, Sommer und Winter usw., was in einer
unausgeglichenen Stabilisierung der Gegenstände 5 resultiert.
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Sofort
nach dem Thermoformprozess wird das warme thermogeformte Material
während
des Abkühlens
tatsächlich
einer ganzen Bandbreite an Phänomenen
ausgesetzt, z. B. einer Kontraktion, Stabilisation, usw., die wiederum
keine gleichförmigen
und konsistenten Auswirkungen auf alle Abschnitte des Restbandes 6 ausüben, das
mit den thermogeformten Gegenständen 5 verbunden
ist. Aufgrund der unterschiedlichen Temperaturgradienten, die zwischen
verschiedenen Bereichen eines Formlings aus thermogeformten Gegenständen 5 auftreten,
z. B. zwischen den äußeren Kanten 12,
die kühler
sind als die inneren warmen Bereiche 13 eines Formlings,
erfolgt der räumliche
Stabilisationsprozess nicht in einer gleichmäßigen und reproduzierbaren
Weise durch den Formling; vielmehr entwickelt er sich lokal und
zu verschiedenen Zeiten in verschiedenen seiner Bereiche. Dies bedingt
eine Spannung, die sich zwischen benachbarten Bereichen aufbaut, wobei
die verschiedenen Bereiche der Restbahn 6 in verschiedenem
Grad dem Verziehen oder einem anderen Typ der Deformation ausgesetzt
sind, mit der Konsequenz, dass die thermogeformten Gegenstände 5 eines
Formlings verschiedene und zufällige
axiale Orientierung mit dem Verlust einer regulären und symmetrischen Positionierung
oder Trimmung aufweisen, die sie hatten, als sie aus der Thermoform entfernt
wurden.
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Wenn
die oben erwähnte
Distanz, die die thermoformende Station von der Schneid-Stapel-Station 7 trennt,
zurück
gelegt wurde, wird der Formling der Gegenstände 5 von einer weiblichen
Attrappenform 14 empfangen, wonach anschließend mit
dem Schneidvorgang fortgesetzt wird. Während eines solchen Vorganges
wird der Formling aus Gegenständen 5,
die die oben erwähnten
unerwünschten
Trimmmodifikationen erfahren haben und daher eine zufällige Orientierung
im Bezug aufeinander aufweisen, durch die Attrappenform 14 gezwungen,
ihre frühere
Trimmung wieder zu erlangen, die sie nach dem Verlassen der thermoformenden
Form 1 hatten. Aufgrund eines solchen Zwanges, der durch
die Attrappenform 14 ausgeübt wird, werden die thermogeformten
Gegenstände 5 einer
weiteren Beanspruchung und Spannung ausgesetzt, die verantwortlich sind
für Deformationen,
die im Schnittbereich der Gegenstände 5 auftreten und
unakzeptable Effekte verursachen, z. B. Missmatch des äußeren Umfanges
in Bezug auf den inneren Umfang der thermogeformten Gegenstände 5.
Andere Nachteile, denen man mit solchen Verfahren begegnet, treten
durch die Verwendung einer speziellen Schneidetechnik mittels eines
hohlen bzw. Ausstanz-Stempels auf.
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Wie
aus dem in 2 dargestelltem Querschnitt
besser ersichtlich bedingt ein Schneidevorgang entlang des Umfangsrandes 9 eines
jeden thermogeformten Gegenstandes 5, dass die Schneidkante 15 (2a)
des Ausstanzstempels 8, während er gegen die Auflagefläche 16 anliegt,
einen derartigen Druck auf den Umfangsrand des Gegenstandes 5 ausüben muss,
um durch das Material zu schneiden, wobei er jeden thermogeformten
Gegenstand 5 durch seine gesamte Dicke 17 hindurch
und entlang des gesamten Umfanges eines jeden Gegenstandes 5 ausstanzt.
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Eine
solche Schneidetechnik ist jedoch mit mehreren Nachteilen behaftet.
Die intermittierende und zyklische Einwirkung der Schneidkante 15 des Ausstanzstempels 8 gegen
die Auflagefläche 16 verursacht
eine schnelle Abnützung
der Schneidkante des Ausstanzstempels und schon nach einer kurzen Betriebszeit
wird die Ausstanzschneidkante 15 des Ausstanzstempels wirklich
stumpf, d. h. sie wird dicker. Eine relativ dickere und daher verformte Schneidkante
besitzt nicht nur größeren Widerstand im
Hinblick auf die Penetration, sondern bleibt an den thermogeformten
Gegenständen
hängen,
insbesondere während
ihres Rücklaufs,
wobei sie sich mit der Restbahn 6 und dem Grat beladet,
sodass sie zur Durchführung
eines ordentlichen und präzisen Schnittes
unbenutzbar wird, was in einer schlechten Qualität der thermogeformten Gegenstände 5 resultiert.
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Darüber hinaus
ist es aufgrund der geringen Berührungsfläche zwischen
Schneidkante 15 des Ausstanzstempels 8 und der
Auflagefläche 16 unmöglich hohe
Schneiddrücke
zu applizieren, weil ein exzessiver Druck die Schneidkante 15 des
hohlen Stempels 8 von Beginn an irreparabel zerstören würde. Da
die Schneidkante 15 des Ausstanzstempels 8 jedoch
wiederholt auf denselben Oberflächenabschnitt
der Auflagefläche 16 fällt, die
für jeden
neuen Formling aus thermogeformten Gegenständen 5 immer dieselbe
ist, wird eine lokale und kontinuierliche Abnützung der Auflagefläche 16 erzeugt,
was weiter durch eine irregulär
deformierte Form der Schneidkante 15 des Ausstanzstempels
beschleunigt wird.
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Um
zu verhindern, dass die Schneidkante 15 des Ausstanzstempels 8 zu
schnell abgenützt
wird, wurde vorgeschlagen, eine Auflagefläche 16 zu verwenden,
die aus einem Material hergestellt ist, das weicher ist als jenes
des Ausstanzstempels 8. Jedoch war auch dieses Mittel ungeeignet,
um das Problem endgültig
zu lösen,
da die Lebensdauer der Auflagefläche 16 und
vor allem jene der Schneidkante des Ausstanzstempels nur gering
verlängert
wurden.
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Die
in den
4 bis
6 dargestellte Lösung bezieht
sich auf ein anderes Verfahren des Standes der Technik, das z. B.
im europäischen
Patent
EP-0.904.926 offenbart
wurde und die Herstellung eines thermogeformten Gegenstandes ausgehend
von einer Bahn oder einem Blatt aus thermoformbarem Material betrifft.
Im Besonderen – wie
in
4 gezeigt – umfasst
auch solch ein Verfahren des Standes der Technik drei Hauptschritte.
Im ersten Schritt, wenn die Form
18 noch in ihrer offenen Position
ist, wird ein Blatt aus thermoformbarem Material
2 zwischen
den zwei Formen zugeführt:
eine männliche
Pressform
19 und eine weibliche Pressform oder Form
20;
und, wenn das Blatt positioniert wurde, werden die Formen geschlossen
und es erfolgt der Thermoformvorgang zum Erzeugen der Gegenstände
5,
der gefolgt wird – während die
Formen noch in ihrer geschlossenen Position sind – durch
einen teilweisen Schneidvorgang entlang des Umfangsrandes
9 eines
jeden thermogeformten Gegenstandes
5 mittels eines Ausstanzstempels
21,
der für diesen
Zweck geeignet ausgebildet ist. Entlang seiner Schneidkante
22 besitzt
der Ausstanzstempel
21 einige Diskontinuitäten oder
Aussparungen
23, an welchen der Schnitt an der äußeren Rand
9 eines
jeden thermogeformten Gegenstandes
5 fehlt, wie im Querschnitt
der
6 und
6a gezeigt ist. Die Formen
18 werden
dann geöffnet,
um es zu ermöglichen,
die thermogeformten Gegenstände
5 mit
dem Verschnitt bzw. der Restbahn
6 zu entfernen, die noch
mit jedem Gegenstand
5 über
eine oder mehrere dünne
Verbindungszonen oder Stege, witness
24 genannt, die an
den Diskontinuitäten
oder Aussparungen
23 in der Schneidkante
22 des
Ausstanzstempels gebildet werden (
5). Im zweiten
Schritt begleitet die Restbahn
6 in ihrer schrittweisen
Verschiebung von der thermoformenden Presse die thermogeformten
Gegenstände
5 zu
einer Stapelstation
25, wo die thermogeformten Gegenstände
5 unmittelbar
vor dem Stapeln von der Restbahn
6 durch einfaches Abreißen der
Haltestege
24 getrennt werden, z. B. mittels Hebeplatten,
die durch entsprechende Schäfte
11 gesteuert
werden.
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Im
dritten Schritt wird ausgehend von der Stapelstation 25 die
Restbahn 6 von den thermogeformten Gegenständen 5 wegbewegt
und zum Beispiel zu einer Mühle
befördert,
um recycelt zu werden. Wenn gewünscht
kann vor dem finalen Stapelschritt eine Bearbeitung und Behandlung
der thermogeformten Gegenstände 5,
z. B. an einer Stanzstation, erfolgen.
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Obwohl
das oben beschriebene Verfahren zum Schneiden in den formenden Pressformen
oder Formen 18 mit Haltestegen 24, die durch Ausstanzstempel
erhalten werden, geeignet ist, bessere Performance in Bezug auf
das außerhalb-der-Form Schneideverfahren
mittels eines in 1 dargestellten Ausstanzstempels 8 zu
gewährleisten,
ist es trotzdem mit ernsthaften Problemen behaftet, nämlich allen
Nachteilen des Schneidens mit einem Ausstanzstempel 8 – wie in 1 gezeigt –, wobei
diese im Wesentlichen eine schnelle Zerstörung der Schneidkante 15,
eine Abnützung
der Auflagefläche und
eine exzessive Menge an Ausschussware unter den thermogeformten
Gegenständen
umfassen.
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Die
in den 7 bis 9 gezeigte Lösung betrifft ein Verfahren
des Standes der Technik eines gänzlich
außerhalb-der-Form
Schneidens entlang des Umfangsrandes des thermogeformten Gegenstandes,
allerdings mittels einer sogenannten Stempel-und- Matrizen-Vorrichtung.
Dieses Verfahren umfasst im Wesentlichen drei Schritte (7):
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In
einem ersten Schritt wird – wenn
die Form 26 noch in ihrer offenen Position ist – ein Band
oder eine Platte 2 aus thermoformbarem Material zwischen
der Pressform 27 und der Form 28 angeordnet, und
nach Abschluss der Bandpositionierung und nach dem Schließen der
Form 26 erfolgt ein Thermoformvorgang, um die Gegenstände 29 zu
erhalten. Dann wird die Pressform 26 geöffnet, um zu ermöglichen,
dass die thermogeformten Gegenstände 29 entnommen
werden, die an der Restbahn 30 entlang ihres gesamten äußeren Randes 31 noch
sicher befestigt sind.
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Während eines
zweiten Schrittes werden die thermogeformten Gegenstände 29 schrittweise
mit der Restbahn 30 zu einer Schneide-Stapel-Station 32 verschoben,
wo die thermogeformten Gegenstände 29 zunächst von
der Restbahn 30 mittels einer Schneidevorrichtung getrennt
werden, die einen Stempel 33 und eine Matrize 34 umfasst,
und dann mittels Stapelschäften 35 gestapelt
werden, was aus 8 besser ersichtlich ist.
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In
einem finalen Schritt wird die Restbahn 30 ausgehend von
der Arbeitsstation 32 von den thermogeformten Gegenständen 29 wegbewegt
und zu einer Mühle
befördert,
um recycelt zu werden.
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Es
sei erwähnt,
dass, obwohl im Vergleich mit den zwei oben beschriebenen Verfahren
dieses Verfahren einige Vorteile aufweist, z. B. es erfordert keine
häufigen
Interventionen für
das Ersetzen seiner Schneidmittel, es nichtsdestotrotz mit denselben Nachteilen
behaftet ist, wie das in 1 dargestellte außerhalb-der-Form
Schneideverfahren.
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In
jedem Fall sind die Vorteile, die sich durch die Übernahme
der Stempel 33-und-Matrize 34 Schneidetechnik
in Bezug auf die beiden oben beschriebenen Verfahren ergeben, die
folgenden:
- – Perfekter und dauerhafter
Schnitt, weil die Schneidkanten des Stempels und der Matrize koplanar
und konzentrisch sind, wie in den 9 und 9a im
Detail gezeigt;
- – Eine
bemerkenswert längere
Lebensdauer von Stempel 33 und Matrize 34, zumal
der einzige Abnützungsfaktor
aufgrund der Reibung bedingt ist, verursacht durch den ständigen Kontakt
und das Reiben zwischen Werkzeug und thermoformbarem Material;
- – Die
Möglichkeit
nahezu unlimitierte Schneiddrücke
anzuwenden, weil die Schneidkanten 36 und 37 des
Stempels 33 bzw. der Matrize 34 koplanar und konzentrisch
sind, wie in 9a gezeigt, und nicht aneinander
stoßen.
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Wie
für das
außerhalb-der-Form
Schneideverfahren mittels eines Ausstanzstempels, gezeigt in 1,
ist auch das außerhalb-der-Form
Schneideverfahren mittels Stempel und Matrize derart, dass ein perfekter
Abgleich und eine Zentrierung der thermogeformten Gegenstände 29 in
Bezug auf die Schneidevorrichtung schwer zu erreichen sind und dies
oft in einem Randschnitt resultiert, der nicht perfekt zentriert
und symmetrisch im Bezug auf die thermogeformten Gegenstände 29 ist.
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Ein
Verfahren, wie es in 10 gezeigt ist, wurde ebenfalls
vorgeschlagen und umfasst das Thermoformen und das Schneiden von
thermogeformten Gegenständen 39 in
einer Form 38 und damit das vollständige Abtrennen von der Restbahn 40. Die
Extraktion der thermogeformten Gegenstände 39 aus der weiblichen
Form wird durch den kombinierten Effekt des Hebens durch einen entsprechenden Schaft 41 mit
einer Extraktionsplatte 42 und einem oder mehreren komprimierten
Luftjets 43 bewerkstelligt, die bewirken, dass die thermogeformten
Gegenstände 39 in
zufälliger
Weise von der Form 38 wegbewegt werden.
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Das
Schneiden in der Form 38 mittels einer Stempel 44-und
Matrize-45 Schneidevorrichtung macht es möglich, Vorteile
zu erreichen wie z. B.:
- – Der Schnitt ist am Gegenstand 39 perfekt
zentriert;
- – Die
Präzision
des Schnittes wird nicht durch die räumliche Instabilität des noch
warmen Gegenstandes 39 beeinflusst;
- – Die
Qualität
und Präzision
des Schnittes sind dauerhaft.
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Sogar
bei dieser Methode treten jedoch ernste Nachteile auf aufgrund der
Tatsache, dass, nachdem die thermogeformten Gegenstände 39 aus
der Form 38 entfernt wurden, dieselbigen lose und daher nicht
länger
geeignet sind, mit Präzision
verschoben zu werden. Dies resultiert in einem mühseligen Stapelvorgang, der
erfordert, dass die thermogeformten Gegenstände 39, die unabhängig und
zufällig
in Bezug aufeinander angeordnet sind, ordentlich angeordnet werden
müssen.
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Das
Hauptziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein thermoformendes
und in-der-Form-Schneidverfahren
bereitzustellen, das ausgelegt ist, die mit den Lösungen des
Standes der Technik auftretenden Nachteile zu eliminieren bzw. wesentlich
zu reduzieren.
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Ein
anderes Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung
zur Durchführung
der des obigen Verfahrens bereitzustellen, welches höchst zuverlässig und
zur Eliminierung fast aller Totzeiten aufgrund eines häufigen Ersetzens
der Schneidvorrichtung geeignet ist.
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Nicht
zuletzt besteht das Ziel der vorliegenden Erfindung darin, eine
Vorrichtung bereitzustellen, die ausgebildet ist, um eine größere Anzahl
an Thermoform- und Schneidzyklen durchzuführen als mit jedem konventionellen
Thermoform- und Schneidverfahren erreichbar sind.
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Gemäß einem
ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Thermoform- und
Schneidverfahren bereitgestellt, das die folgende Abfolge an Vorgängen umfasst:
- – Intermittierendes
Fördern
eines Bandes oder einer Platte eines thermoformbaren Materials zu
einer thermoformenden Presse;
- – Thermoformen
und teilweises Schneiden des Bandes oder der Platte in einer Form,
um mindestens einen thermogeformten Gegenstand zu erhalten, der
von der Restbahn umgeben ist;
und das dadurch gekennzeichnet
ist, dass der Vorgang des teilweisen Schneidens durch Stempel-und-Matrize Schneidemittel
ausgeführt
wird und dass das Schneiden entlang des gesamten Umfangsrandes jedes
thermogeformten Gegenstands bewirkt wird, und mindestens eine Diskontinuität mit der
Bildung mindestens eines sehr kleinen Verbindungsbereichs oder „witness
bead" (Haltesteg)
zwischen jedem thermogeformten Gegenstand und der Restbahn vorgesehen
ist und dass nach dem Vorgang des teilweisen Schneidens der/die
thermogeformte(n) Gegenstand bzw. Gegenstände aufgrund der Verbindung über den
jeweiligen Haltesteg mit der am Thermoformen beteiligten Restbahn
von der thermoformenden Presse weg bewegt wird/werden.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung
zum Thermoformen und teilweisen Schneiden in-der-Form zur Durchführung des
obigen Verfahrens bereitgestellt, wobei die Vorrichtung zumindest
eine Presse zum Thermoformen und zum teilweisen Schneiden in-der-Form
mindestens eines thermogeformten Gegenstandes, der durch das Restband
umgeben ist, und ein Stempel-und Matrizen-Schneidemittel für jeden
thermogeformten Gegenstand umfasst, und dadurch gekennzeichnet ist,
dass die Schneidemittel Schneidekanten aufweisen, an denen zumindest eine
Aussparung vorhanden ist, die so ausgelegt ist, dass gewährleistet
wird, dass ein sehr kleiner Verbindungsbereich oder „witness
bead" (Haltesteg)
zwischen den thermogeformten Gegenstand und dem Restband gebildet
wird.
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Weitere
Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden
Beschreibung einer bevorzugten, aber nicht ausschließlichen Ausführungsform
einer Vorrichtung zum Thermoformen und teilweisen Schneiden in-der-Form
gegeben in Art eines bezeichnenden, aber nicht einschränkenden
Beispiels, wie es in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt ist
und besser ersichtlich wird:
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11 zeigt
eine schematische perspektivische Ansicht einer Anlage zum Thermoformen
und teilweisen Schneiden in-der-Form, wobei die zu bildenden Haltestege
mittels Stempel und Matrize erhalten werden, gefolgt vom Stapeln
der thermogeformten Gegenstände;
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12 zeigt
in vergrößertem Maßstab eine schematische
perspektivische Ansicht eines Details der 11 der
geometrischen Konfiguration und Anordnung der Haltestege entlang
des äußeren Umfangsrandes
der thermogeformten Gegenstände;
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13 zeigt
eine schematische perspektivische Querschnittsansicht eines Details
der spezifischen Struktur einer Stempel-und-Matrizen Schneidevorrichtung
an einer Aussparung oder Kerbe in einer Form, die es ermöglicht,
einen Haltesteg zwischen dem thermogeformten Gegenstand und dem Restband
zu bilden; und
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14 ist
eine schematische perspektivische Querschnittsansicht eines Details
der besonderen Struktur einer Stempel-und-Matrizen Schneidevorrichtung
an einer Aussparung oder Kerbe im Stempel, um einen Haltesteg zwischen
thermogeformtem Gegenstand und Restbahn zu erhalten.
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Wie
in 11 bis 14 dargestellt
umfasst eine Vorrichtung 46 zum Thermoformen und teilweisen
Schneiden in-der-Form mit der Bildung von Haltestegen eine Basis 47,
die einen Trägerahmen
(in den Zeichnungen nicht dargestellt) trägt, in dem eine weibliche Form 48 mit
thermoformenden Aussparungen oder Sitzen 49 ausgebildet
ist (in der dargestellten Ausführungsform
unterhalb angeordnet) und eine männliche
Matrize 50 (darüber
angeordnet), die genau so viele thermoformende Plugs aufweist (in
den Zeichnungen nicht dargestellt) wie thermoformende Aussparungen 49 vorhanden
sind. Die Formen 48 und Matrizen 50 können gegeneinander
verschoben und voneinander wegbewegt werden, um die verschiedenen
thermoformenden Schritte eines Blattes oder einer Platte aus thermoformbarem
Material durchzuführen,
das/die schrittweise dazwischen eingeführt wird. Um jede Aussparung 49,
die in der weiblichen Matrize 48 ausgebildet ist, die ausgelegt
ist, um einen thermogeformten Gegenstand 51 aus dem Blatt
oder dem Band, das aus thermoformbarem Material 2 hergestellt
ist, zu formen, ist ein Rand 52 gebildet, der eine glattgerichtete
planare Kopffläche 52a und
eine seitliche Fläche 52b,
die ebenfalls glattgerichtet ist und sich normal zur Kopffläche 52a erstreckt,
aufweist. Die beiden Flächen 52a und 52b formen
daher eine scharfe Kante 53, die die Schneidkante bildet
und ausgelegt ist, um wie unten erklärt zu arbeiten.
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Um
jeden Plug der männlichen
Matrize 15 ist ein umgebendes Jackett 54 mit einer
inneren glattgerichteten umgebenden Fläche 54b vorgesehen,
die dieselbe Konfiguration aufweist wie die äußere Fläche 52b (und daher üblicherweise
zylindrisch in ihrer Form ist) und so bemessen ist, um präzise um
die äußere Fläche 52b zu
passen. An ihrem vorderen Ende grenzt die zylindrische Fläche an eine
glattgerichtete planare Fläche 54b,
die sich in einer Ebene normal zur Fläche 54b erstreckt,
um so die scharfe Schneidkante 53 zu definieren.
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Mit
der oben beschriebenen Struktur ist der Rand 52 ein Stempelelement,
ausgelegt, in das Jackett 54 zu penetrieren, das so als
Matrize wirkt, um eine Stempel-und-Matrizen Schneidvorrichtung zu bilden.
An der Schneikante der Matrize (13) oder an
der Schneidkante des Stempels (14) sind zwei
oder mehrere Kerben oder Aussparungen 55 vorgesehen, vorzugsweise
in gleichmäßigem Winkelabstand
voneinander entfernt. In Verwendung, sofort nachdem die männliche
Matrize 50 und die weibliche Form 48 gegeneinander
geschlossen wurden, wird ein Thermoformvorgang durchgeführt, währenddessen
die warmen, männlichen
Matrizenstempel 50 einen entsprechenden Abschnitt des Bandes
oder der Platte 2 aus thermoformbarem Material erhitzt deformieren
und somit bewirken, dass er die Form ihrer entsprechenden Ausnehmung 49,
die in der weiblichen Form 48 gebildet ist, annimmt, um
einen thermogeformten Gegenstand 51 zu erhalten. Die männliche
Matrize und die weibliche Form werden im weiteren näher zueinander
bewegt, dabei das Schneiden bzw. Abtrennen des Umfangsrandes 56 eines
jeden Gegenstandes 51 aufgrund der kombinierten Aktion
der Schneidekanten ihrer entsprechenden Stempel-und-Matrizen Schneidvorrichtungen
bewirkend. Da jedoch Kerben oder Aussparungen 55 vorgesehen
sind, werden die thermogeformten Gegenstände 51 nicht vollständig von
der Restbahn 57 getrennt, weil ein kleiner integraler Abschnitt
an jeder Kerbe 55 verbleibt, in der Fachsprache mit witness
bead (Haltesteg) 58 bezeichnet, dazu geeignet, einen entsprechend
thermogeformten Gegenstand 51 in loser und schwacher Weise
am Restband 57 festzuhalten, wie in 12 besser
dargestellt ist.
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Dann
wird die Matrize geöffnet,
d. h. die männliche
Matrize 48 und die weibliche Form 50 werden voneinander
beabstandet, während
gleichzeitig jeder thermogeformte Gegenstand 51 aus der
weiblichen Matrize gehoben wird, wie es im Stand der Technik üblich ist,
solange bis er aus seinen entsprechenden thermoformenden Sitz 49 herausgehoben ist.
In diesem Stadium wird die Restbahn 57 schrittweise weiterbewegt,
während
sie die thermogeformten Gegenstände 51 mit
sich trägt,
die auf diese Weise kontrolliert von der Matrize wegbewegt werden, wobei
sie dieselbe relative Positionierung in Bezug aufeinander beibehalten,
die sie in der weiblichen Form 48 hatten.
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Andererseits
sind die noch warmen thermogeformten Gegenstände 51 aufgrund der
sehr geringen Zahl und geringen Größe der Haltestege 58 nicht länger Torsionsspannungen
ausgesetzt, die durch das Restband 57 auf sie ausgeübt werden,
während sie
kalt werden; dies aufgrund verschiedener Temperaturgradienten, die
sich zwischen verschiedenen Bereichen des Restbandes aufbauen; sie
sind aber dennoch frei, um abkühlen
zu können
und stabilisiert zu werden, praktisch ohne Beschränkungen
oder Konstriktionen. Bei der Stapelstation 60, z. B. von konventioneller
Art, führt
eine Anzahl von Schäften 61 mit
entsprechenden Platten an ihrer Oberseite (in der Zeichnung von 11 nicht
dargestellt), die so hoch ist wie die Anzahl an Gegenständen 51 in
einem Formling, das Heben der Gegenstände 51 aus, wobei dabei
die Gegenstände
durchreißen,
um ihre entsprechenden Haltestege 58 zu brechen, um gegebenenfalls
ordentlich in Stapeln 62 gestapelt zu werden. Daher liegt
neben dem Erhalten von hochqualitativen und defektfreien thermogeformten
Gegenständen, praktischerweise
ohne Ausschuss, ein weiterer wichtiger Vorteil darin, dass eine
Thermoformanlage 46 ohne mechanische Aufnahmemittel zum
Entfernen und Wegbewegen der thermogeformten Gegenstände 51 verwendet
wird, dies aufgrund der Tatsache, dass die thermogeformten Gegenstände durch
das Restband 57 von der thermoformenden Matrix wegbewegt
werden.
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Die
oben beschriebene Erfindung ist innerhalb ihres Schutzbereiches,
der durch die Ansprüche definiert
wird, empfänglich
für unzählige Modifikationen
und Variationen
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Die
Offenbarung der
italienischen
Patentanmeldung Nr. VR 2001A000132 , deren Priorität beansprucht
wird, wird durch Bezugnahme hierin aufgenommen.
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Jedes
Bezugszeichen, das technischen Merkmalen in jedem Anspruch folgt,
wurde beigestellt, um die Verständlichkeit
des Anspruchs zu erhöhen
und darf nicht als den Umfang des Anspruches beschränkend aufgefasst
werden.