DK154015B - Apparat til fremstilling af hule genstande af termoplastisk materiale - Google Patents

Description

- 1 -

DK 154015 B

Opfindelsen angår et apparat til formning af hule genstande af termoplastisk arkmateriale. Opfindelsen angår nærmere betegnet et apparat, som omfatter en form med et åbent formhulrum, en spændeindretning til fastspænding af et ark af termoplaskisk materiale omkring formhul-5 rummets åbning, et stempel med en tilspidset, subsidiært blødt afrundet ende til indføring i formhulrummet til indtrækning af materialet i hulrummet, og midler til frembringelse af en trykgradient mellem siderne af det trukne ark for at trykke dette mod væggene i formhulrummet. Der kendes et apparat af denne art til formning af hule genstande ved så-10 ‘ kaldt vakuumformning, hvor et termoplastisk ark, der er opvarmet til varmformningstemperatur, trækkes ud ved hjælp af et stempel som trykkes ned i formhulrummet, hvorefter arket formes endeligt i den ønskede form mod væggene af formhulrummet under indvirkning af atmosfæretryk som følge af et vakuum, der frembringes gennem formhulrummets vægge.

15 Apparaterne kan også anvendes til andre formningsmetoder, ved hvilke arket formes i fast fase under varmformningstemperaturen, eller ved hvilke trykgradienten ikke frembringes ved'udøvelse af et vakuum, men ved tilførsel af trykfluidum, som regel komprimeret luft. I begge tilfælde udføres den indledende og største del af den fornødne form-20 ningsoperation ved hjælp af stemplet, og formningen fuldstændiggøres ved hjælp af trykgradienten. Et problem, som optræder i forbindelse med disse formningsoperationer, er den forholdsvis store variation i vægtykkelsen over hver enkelt genstands overflade. Navnlig bør genstandens sidevægge have en så ensartet tykkelse som muligt for at opfylde for-25 skellige krav. Et af disse krav er ensartet styrke og stivhed, f.ex. for at muliggøre en passende opstabling af genstandene. De tykkelsesto-lerancer, som er tilladelige til muliggørelse af trykning på sidevæggen, er forholdsvis små. Hvis genstanden er en klar beholder, bliver varaitioner i vægtykkelsen synlige som uensartet gennemskinnelighed o-30 ver vægfladen.

Opfindelsen har derfor til formål at tilvejebringe et apparat til formning af hule genstande af termoplastisk arkmateriale, ved hvilket der kan opnås en bedre fordeling af vægtykkelsen i genstandene. Ifølge opfindelsen har stenplet i et apparat af den indledningsvis angivne art 35 over en del af sin længde et tværsnit, som omfatter udsparede sider.

- 2 -

DK 154015B

Ved brug af et stenpel af denne udformning har det tremoplastiske ark, som trækkes ud ved hjælp af et nedad bevægede stempel, en stærk formindsket berøringsflade med stemplet, hvorved friktionsberøringen mellem arket og stemplet og eventuelt også en tidlig afkøling af arket 5 ved hjælp af stemplet formindskes· Arkmaterialet mellem to i indbyrdes afstand beliggende berøringssteder med stemplet kan derfor strækkes uden hindring, således at arket strækkes og gøres ensartet tyndere over hele sin længde mellem disse steder.

Opfindelsen har speciel betydning ved fremstillingen af ikke cir-10 kulære beholdere. Når man fremstiller disse beholdere, har arket en tendens til at strækkes mere ved beholderens hjørner end imellem disse, så at den færdige beholders hjørner er forholdsvis tynde i sammenligning med siderne. Beholderens styrke bestemmes hovedsagelig af hjørnerne, der kan virke som en slags opstablingsstivere, når en række af de 15 fyldte beholdere opstables. Opfindelsen har derfor yderligere til formål at muliggøre formningen af kvadratiske, rektangulære eller på anden måde ikke cirkulære beholdere med forholdsvis stærke hjørner af ensartet vægtykkelse. Følgelig er tværsnittet af stenplet i en foretrykken udførelsesform for apparatet en hovedsagelig kvadratisk, rektangulær 20 eller polygonal figur med udsparede sider. Almindeligvis vil stemplets hjørner være afrundet. Da formålet med de udsparede sider er at formindske berøringsfladen med arket, er formen af udsparingen ikke særlig kritisk. Konkavt krummede sider vil sædvanligvis vise sig at være mest tilfredsstillende. Siderne kan være udsparet over 70% eller mere af de-25 res spændvidde, op til 100%. Spændvidden defineres som bredden af tangentplanet mellem to hjørner af beholderen.

Stenplets tværsnit bør hovedsagelig svare til formen af formhulrummet og følgelig til formen af den genstand som skal fremstilles. Med andre ord, til fremstilling af kvadratiske eller rektangulære beholdere 30 bør stenplet have en omkreds, som er hovedsagelig kvadratisk eller rektangulær. I lodret snit gennem stemplets akse bør formen fortrinsvis være parabolsk. Fortrinsvis bør stemplet have en afrundet og temmelig tilspidset spids, hvorved berøringsfladen mellem arket og stenplet begrænses yderligere, og den færdige genstand vil indeholde mindre mate-35 riale i bunden og mere i sidevæggene.

DK 154015 B

- 3 -

Opfindelsen har vist sig særlig effektiv ved fremstilling af hule genstande af termoplastisk arkmateriale, fx. plader eller folier af po-lyethylen eller polypropylen med højt molekyltal, ved temperaturer under materialets smeltepunkt, med andre ord ved formning af arket i fast 5 fase, i modsætning til den velkendte termoformningsteknik, fx. vakuumformning, hvor arket opvarmes til en temperatur over smelte- eller blødgøringspunktet. Ved fremgangsmåden til formning af hule genstande af termoplastisk arkmateriale med apparatet ifølge opfindelsen, sker der en anbringelse af arket af termoplastisk materiale på formhul-10 rummets åbning ved en fast fasetemperatur under termoformningstempera-turen, fastklemning af arket i fastklemningsindretningen, nedføring af stemplet på arket og ind i formhulrummet, hvorved arkmaterialet trækkes ind i dette hulrum, og tilførslen af fluidumtryk mellem stemplet og det udtrukne ark, hvorved arket presses mod væggene af formhulrummet til 15 dannelse af den hule genstand.

Opfindelsen er nærmere forklaret i det flgende under henvisning til tegningen, på hvilken fig. 1 skematisk viser et apparat til formning af kvadratiske 20 beholdere, set i snit, fig. 2 et stempel til det i fig. 1 viste apparat, fig. 3 et tværsnit af stemplet efter linien III-III i fig. 2, og fig. 4 den formede kvadratiske beholder, 25

Fig. 1 viser et lodret snit af en form 10 med et åbent formhulrum 11 med udluftningsåbniner 12 i bunden Et ark 13 af termoplastisk materiale lægges over formhulrummet 11 og fastklemmes på formen ved hjælp af en klemring 14. Formhulrummet 11 svarer til formen af den genstand 30 som skal fremstilles, se fig. 4. Et lodret bevægeligt stempel 15 kan sænkes ned mod det fastklemte ark 13, indtil den nedre ende af stemplet er nogle få milimeter ovenover bunden af formhulrummet. Derefter blæses der trykluft ind gennem luftkanaler 9 i stemplet for at presse arket, som ved hjælp af stemplet er trukket ind i formhulrummet, mod væggene 35 af formhulrummet, medens luften mellem arket og hulrummets vægge drives - 4 -

DK 154015B

ud gennem udluftningsåbningerne 12. Enkelthederne ved konstruktionen, som f.ex. drivmekanismen for stemplet og klemringen og opvarmningska-naler eller opvarmningselementer for stemplet og formen, er udeladt, da disse er velkendt. Stempet 15's udformning, der er typisk for opfindel-5 sen, er vist i fig. 2 og 3.

Stemplet 15 omfatter en fodplade 16, en randformningsplade 17 og et stempellegeme 18. Stempellegemet 19 er den del af stemplet, som trænger ind i formhulrummet. Den øvre halvdel af stempellegemet 18 har et tværsnit som vist i fig. 3. Tværsnittets omrids består af runde 10 hjørner 19 og udsparede sider 20. I det viste eksempel er siderne 20 udsparet over 100% af deres spændvidde. Den nedre halvdel af stempellegemet, dvs. under den del som har usparede sider 20, er cirkulær i vandret tværsnit og parabolsk i lodret snit. Stemplet har en fuldt afrundet spids.

15 Når arket trækkes ind i formhulrummet ved hjælp af stemplet, vil det på den øvre halvdel af stemplet kun berøre dettes fire hjørner 19.

Arket kan derfor mellem disse hjørner strækkes ensartet både i vandret og lodret retning. Den parabolske form af stemplets nedre halvdel formindsker også berøringen mellem arket og stemplet og begunstiger derved 20 en mere ensartet strækning af arkets midterområde.

Den formede hule genstand er vist i fig. 4. Der kan fremstiles kasselignende beholdere ved at anbringe en sådan genstand med bunden i vejret ovenpå en anden og svejse de modstående kanter sammen. Den ene af de to genstande kan være formet med en anden udformning end den an-25 den, så at man fx. kan fremstille flaskelignende beholdere på denne måde. De to genstande kan fremstilles i fast fase med klar væg, så at der kan fremstilles klare flasker, der er egnet til emballering af mælk.

EKSEMPEL

30 Ifølge opfindelsen blev den i fig. 4 viste kvadratiske beholder formet af et polypropylenark med en tykkelse på 0,7 mm efter opvarmning til en temperatur på 150* C (polypropylenets smeltepunkt var 168*C).

Beholderen havde en bredde på 80 mm ved toppen og 63 mm ved bunden.

3

Dybden var 65 mm og vulumenet 250 cm . Beholderen blev formet under an- 1 vendelse af det i fig. 2 og 3 viste stempel, der var opvarmet til 140 -

DK 154015 B

- 5 _ 145*C. Vægtykkelsen af beholderen blev målt både ved midten af en sidevæg og i et hjørne, idet man i begge tilfælde begyndte ved beholderens bundkant og fortsatte opad med intervaller på 1 cam. De derved fundne værdier er anført i den efterfølgende tabel.

5 vægtykkelse i mm.

sidevæg hjørne top 0,50 0,57 0,30 0,30 0,30 0,30 0,40 0,40 0,50 0,50 0,50 0,50 bundkant 0,30 0,30

Samme beholder blev formet under tilsvarende betingelser, men med et stempel, der helt var formet som en paraboloide (ikke ifølge opfin-10 delsen). I dette tilfælde blev værdierne af vægtykkelsen som følger: - 6 -

DK 154015 B

vægtykkelse i mm sidevæg hjørne top 0/40 0/50 0/30 0,40 0/30 0,30 0,35 0,25 0,45 0,30 0,35 0,25 bundkant 0,25 0,10

Claims (3)

1. Apparat til formning af hule genstande af termoplastisk arkmateriale og med en form, som har et åbent formhulrum, en spændeindretning til fastspænding af det termoplastiske arkmateriale omkring formhulrummets åbning, et stempel med en tilspidset, subsidiært blødt afrundet, 5 ende anbragt til indføring i formhulrummet til indtrækning af arkmaterialet i hulrummet og herved tjenende til strækning af arkmaterialet og midler til frembringelse af en trykgradient over de to sider af det udtrukne ark for at presse dette mod væggene i formhulrummet, kendetegnet ved, at steng?let (18) bag dets tilspidsede, subsidiært 10 blødt afrundede, ende har et afsnit med en tværsnitsform, der omfatter udsparede sider (20).

2. Apparat ifølge krav 1, kendetegnet ved, at den nævnte tværsnitsform er en hovedsagelig kvadratisk, rektangulær eller polygonal figur med udsparede sider.

3. Apparat ifølge krav 1 eller 2 kendetegnet ved, at si derne er udsparet over mindst 70% af deres spændvidde- 20