DE1291469C2

DE1291469C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines duennwandigen, oben offenen Behaelters aus einer Folie aus thermoplastischem Kunststoff

Info

Publication number: DE1291469C2
Application number: DE1960I0021419
Authority: DE
Inventors: Edwards Bryant
Original assignee: Illinois Tool Works Inc
Current assignee: Illinois Tool Works Inc
Priority date: 1959-09-17
Filing date: 1960-09-16
Publication date: 1974-02-07
Also published as: NL255828A; BE670887A; CH367066A; DE1432182A1; US3121916A; GB926359A; DE1291469B

Description

Es sind dünnwandige, tiefgezogene, einstückige Kunststoffbehälter, vor allem als Trinkbecher für Automaten, mit durch Standreifbüdung hochgezogenem Boden bekannt. Die Standreifbüdung (»falscher Boden«) hat den Zweck verbesserter Stapelbarkeit (vgl. Fig. 13 der Zeichnung) und verhindert bei Füllung des Behälters mit heißer Flüssigkeit ein Beschädigen der Unterlage. Im Standreif ist die Wand gedoppelt, aber die beiden Wandteile liegen nicht aneinander an. Außerdem kann Flüssigkeit in den zum Behälterinneren offenen Standreif gelangen, was aus hygienischen Gründen abträglich ist. Diese Forderung erfüllen zweistückige Behälter mit eingesetztem Boden, bei «Jenen die beiden Wandteile des Standreifs unmittelbar fest aufeinanderliegen, da die beiden Teile miteinander verpreßt sind (vgl. französische Patentschrift 1181 342; USA.-Patentschrift 2049 418, Fig. 12).

Ausgehend von einem Verfahren im Sinne der USA.-Patentschrift 2 531 540 und einer dort ersichtlichen Herstellungseinrichtung betrifft die Erfindung ein Herstellungsverfahren für dnartige einstückige K'jnststoffbehälter, wie es der Oberbegriff des Anspruchs 1 umreißt, sowie eine Vorrichtung zur Herstellung derartiger Behälter im Sinne des Oberbegriffs des Patentanspruchs 3.

Das bekannte Verfahren, von dem die Erfindung ausgeht, ermöglicht nicht die Herstellung in einem Zuge von Behältern m.t relativ tiefem zylindrischen Standreif, bei dem die beiden Wandteile mindestens zum Teil unmittelbar aneinander anliegen und der Standreif mit dem Behälterboden dicht verbunden ist, so daß Flüssigkeit usw. nicht eindringen kann. Das Ic-Anlage-Bringen der Folie mit der Matrizeninnenwandung erfolgt dort durch einen Stempel, der ein Einstülpen des Bodens, wie dies für die gewünschte Aneinanderlage der Wandteile des Standreifs erforderlich ist, nicht ermöglicht.

Nach der die Erfindung tragenden Aufgabe sollen in einem Zuge Kunststoffbehälter der beschriebenen Form mit einem Standreif, dessen beide Wandteile mindestens zum Teil dicht aneinander anliegen und mit dem Boden dicht verbunden sind, hergestellt werden können.

Die Lösung der Aufgabe ergibt sich aus dem Kennzeichen des Anspruchs 1, der nur nach Maßgabe seiner Gesamtkombination gilt. Das pneumatische In-Anlage-Bringen der Folie an der Matrizeninnenwandung stellt die Voraussetzung für das zylinderische Einstülpen des Bodens dar. Der Ringabsatz, der durch das pneumatische Hineinrecken der Folie in die Matrize bildbar ist, gibt eine Kante, an der der

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Boden nach dem Einstülpen verschweißbar ist. Der Rmgsbsatz ergibt beim Einstülpen die notwendige axiale Abstützung für den Behälter, der iusäteltch au seiner Oberseite, durch das vorausgegangene Abkühlen der dadurch verfestigten Seitenwandung iusoweit unterstützt, wirksam abgestützt ist. So kann sich der Behälter unter der Emstülpkraft nicht verformen.

Zum Stande der Technik ist hier zu bemerken, daß das Hinemrecken einer Folie in eine Matrize zunächst durch Von ecken mitteis Dorn« und dann pneuma- to tisch unter In-Anlage-Bringen der Folie an der Matrizeninnenwandung zum Stande der Technik gehört (vgl. USA.-Patentschrift 2 891280 und »Der Maschinenmarkt« vom 4. Dezember 1956, S. 11, Abb. 10 bis 12, ähnlich USA.-Patentschrift 2 749 572).

Weitere verfahren«;- und vorrichtungstechnische Maßnahmen ergeben sich aus den übrigen Ansprüchen 2 bis 6, deren Ansprüche 4 bis 6 echte UnW-ausprüche sind. Von den Figureu zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen ao Vomchtung zur Herstellung dünnwandiger Kunststoffbehälter mit hochgezogenera Bod'_a,

F i g. 2 einen Vertikalschnitt durch die Vorrichtung längs der Linie 2-2 in F i g. 1,

F i g. 3 einen Horizontalschnitt durch die Vorrichtnng längs der Linie 3-3 in F i g. 1,

F i g. 4 eine der F i g. 3 ähnliche Darstellung, jedoch eine abgewandelte Ausführungsforni der Vorrichtung, durch die die Kunststoffolie einer zr;eidimensionalen Reckung unterworfen wird,

F i g. 5 einen vergrößerten Vertikalschnitt durch die Matrize längs der Linie 5-5 in F i g. 2, wobei sich die Patrize darüber in ihrer Ausgangsstellung vor dem Tiefziehen der Folie befindet,

F i g. 6 einen Schnitt ähnlich F i g. 5, der die räumliehe Lage der bewegten Teile nach Vollendung des mechanischen Tiefziehens zeigt,

F i p. 7 einen Schnitt ähnlich F i g. 6, der den folgenden Arbeitsschritt zeigt,

F i g. 8, 9,10 der F i g. 7 ähnliche Schnitte, die aufcinanderfolgende Arbeitsschritte zeigen,

F i g. 12 die rechte untere Ecke der F i g. 10 im vergrößerten Maßstab,

Fig. 13 einen Teilschnitt durch mehrere ineinandergestapehe Behälter,

Fig. 14 eine grob schematischc, perspektivische Darstellung, die die Relativbeweglichkeit der einzel i nen Teile der erfindungsgemäßen Vomchtung darstellt,

F i g. 14 a eine grob schematische Darstellung zu einem abgewandelten Verfahren, bei dem der Auswerferkolben während und nach der Fertigstellung des Behälters relativ zur Matrize bewegt wird, und ■

F i g. 15, 16, 17 Schnittdarstellungen, ähnlich den F i g. 7, 8, 9, für ein abgewandeltes Verfahren zur Herstellung von Behältern mit hochgezogenen Böden.

Bei der Herstellung von Behältern od. dgl. aus thermoplastischen Kunststoffen sind unter anderem zwei Verfahren gebräuchlich, nämlich einerseits das Spritzen und andererseits die Verformung durch Diflerenzdruck. Beim letztgenannten Verfahren wird ein Druckunterschied zwischen den beiden Seiten einer vorgewärmten thermoplastischen Kunststoffolie erzeugt, wodurch diese veranlaßt wird, in einen Matrizenhohlraum einzutreten und sich an dessen Wandung anzulegen. Das im folgenden eingehend beschriebene Verjähren verwendet diese Differenzdruckveiformung, und zwar vorzugsweise eine Kombination der Differenzdruckverformung mit einem mechanischen Tiefziehvorgang,

Obgleich Behälter aus einer thermoplastischen Kunststoffolie durch Erzeugung eines inneren Überdruckes oder eines äußeren Vakuums ohne weitere mechanische Einwirkung hergestellt werden können, hat sich gezeigt, daß gleichmäßigere Ergebnisse erzielt werden, wenn die Hauptverformung der vorgawä.mten thermoplastischen Kunststoffolie durch mechanisches Tiefziehen mittels eines Patrizenstempels durchgeführt wird_: woraufhin der so vorgezogene Behälter am Rand einer gekühlten Matrize festgeklemmt, durch Erzeugung eines Druckunterschiedes vom Patrizenstempel losgelöst und rasch zur Anlage an der gekühlten Wandung des Matrizenhohlraumes gebracht wird.

Es wurde ferner gefunden, daß sich dann, wenn der Bodenbereich des Ivlatrizenhohlracmes nicht — wie dessen übrige Teile — gekühlt ist, sondern umer Umständen sogar erwärmt wird, der entsprechende Teil des Behälter im Bodenbereiche des Matrizenhohiraumes aus die^r vorgeformten Lage nach oben in Richtung des offenen Behältcendes verschieben läßt, und zwar in eine Lage, die er vor Anwendung des Differenzdruckes eingenommen hatte. Bei einer solchen Verschiebung des Bodenbereiches in diese zweite Lage ist es von Bedeutung, daß eine Reckung des Werkstoffes dort, wo die Seitenwandung und der Boden des BehäUers sich treffen, vermieden wird, da dies eine Schwächung dieses Bereiches bedeuten würde. Es wurde gefunden, daß sich unter Benutzung der nachfolgend beschriebenen Vorrichtung und des erfindungsgemäßen Verfahrens der im Bereiche des Bodens des vorgeformten Behälters gelegene Teil der Seitenwandung einwärts umfalten läßt, wodurch verschiedene Vorteile erreicht werden.

Einerseits wird nämlich hisrdurch sichergestellt, daß keine Unterbrechung in der Behälterwandung entsteht. Das ist von besonderer Bedeutung bei Behältern, die für Getränke bestimmt sind.

Weiterhin ergibt sich durch die Umfaltung des tiefstgelegenen Teiles der Seitenwandung ein stabiler Standreif doppelter Wandstärke, der den Behälter im gefüllten Zustand stützt. Der Standreif stellt eine nirgends unterbrochene Fortsetzung der Behälterwandung dar, wobei der untere Rand des Standreifes die Faltkante ist. Dieser Standreif doppelter Wandstärke muß also der, gesamten Behälter tragen, insbesondere wenn dieser gefüllt ist. Da aus Kunststoff hergestellte Behälter häufig sehr dünnwandig sind (die Wandstärke betragt beispielsweise 0,12 bis 0,5 mm) ißt diese Verstärkung des Standreifes von großei praktischer Eedeutung.

Bei der durch Umfalten des unteren Teiles dei Seitenwandung erfolgenden Bildung des Standreife: verkleben die aneinanderliegenden Oberflächen de doppelten Wandung miteinander. Dadurcn wird er reicht, daß die Einzelwandungen des Standreifes kei nen Abstand voneinander aufweisen. Die Verklebunj '■ gewährleistet außerdem eine cinstückige, stützem wirkende Verbindung der Bodenwandung mit de Seitenwandung sowie eine bessere Unterstützung de Seitenwandung durch den Standreif.

Ein weiterer Vorteil dieses doppelwand igen Stand reifes besteht darin, daß er zusammen mit dem ii herkömmlicher Weise umgewulsteten oberen Ranc am offenen Behälterende dem Benutzer eine bequenu kühlere Handhabe beim Transport heißer Getränk!

bietet, da die Wärmeleitung des doppelwandigen Standreifes geringer ist als die der dünneren Seitenwandungen. Weiterhin verhindert der durch Verschweißung abgedichtete Standreif das Eindringen und Verbleiben von Nahrungsmittelteilchen, was bei S einem nicht abgedichteten Standreif der Fall wäre. Dieser Umstand ist von besonderer Bedeutung bei Behältern, die für eine mehrmalige Benutzung bestimmt sind und gereinigt werden müssen.

Beim vorliegenden Verfahren spielt beim Hochziehen des Bodens und beim Umfalten eines Teiles der Seitenwandungen aus der vorgeformten in die Endstellung der Zeitfaktor eine wichtige Rolle.

Das Zeitintervall zwischen der Einschaltung des Difierenzdruckes, der die warme thermoplastische Kunststoffolie in den vorgeformten Zustand bringen soll, und dem zweiten Verfahrensschritt des Hochziehens des Bodens bzw. des Umfattens des unteren Teiles der Seitenwandung in die Endlage muß außerordentlich kurz bemessen sein. *»

Es wurde gefunden, daß ein», nach innen vorkragende ringförmige Schulter im Matrizenhohlraum erforderlich ist, um eine einwandfrei dichte Verschweißung der Bodenwandung des Behälters mit der Seitenwandung zu erzielen, nachdem erstere aus der «5 vorgeformten Lage hochgezogen worden ist. Die vorkragende Schulter gewährleistet die Anlage der Bodenkante des Behälters an der Seitenwandung, so daß der Werkstoff dort zusammenfließen kann. Da der die vorkragende Schulter umgebende Matrizenhohlraum kalt ist, liegt es auf der Hand, daß das Hochziehen des Bodens schnell erfolgen muß, um zu gewährleisten, daß die Verbindung vor der Erhärtung des Werkstoffes erfolgt

Ein Vorschlag zur Ausführung der Erfindung besteht darin, daß ein mechanisch wirkender, beheizter oder zumindest relativ wärmerer beweglicher Boden im Matrizenhohlraum vorgesehen ist Der Hab dieses Matrizenbodens wird dabei von einer auf einer angetriebenen Welle sitzenden Kurvenscheibe abgeleitet. Diese Anordnung hat den Vorteil, dnß sie auf unterschiedliche Matrizengrößen einstellbar ist und außerdem einen raschen Hubwechsel gewährleistet.

An die Stelle der mechanischen Kurvenscheibensteuerung kann nach einer anderen Ausführungs- form der Erfindung eine pneumatische Steuerung treten, die sich der bereits erwähnten Druckluftquelle bedient, die schon tut Verformung des Behälters benötigt wird. Es wird lediglich eine weitere Zuleitung zu einem pneumatischen gesteuerten Kolben geführt Das erforderliche Zeitintervall zwischen der Verformung und dem Hochfahren des Matrizenbodens ist durch den Zeitunterschied des Druckaufbaues am Petrizenstempel und am letztgenannten pneumatischen Kolben gegeben.

Ein zweiter Weg zur Fertigung eines Behälters mit hochgezogenem Boden besteht grundsätzlich darin, daß der dl anfänglichen Tiefidehvorgang ausführende Patrizenstempel gleichzeitig als Anschlag beim dritten Verfahrensschritt dient, der auf den zweiten, die Verformung bewirkenden Schritt folgt Bei dem dritten Schritt gelangt nämlich der Patrizenstempel schließlich wieder in Berührung mit der Kunststofffolie und dient dabei als Anschlag für den Boden des Behälters bei dessen Fertigverfonmmg. Die Bewegung des Bodenbereiches des im zweiten Arbeitsschritt vorgeformten Behälters in die endgültige Fonn erfolgt dabei durch Richtungsumkehr des Differenzdruckes der zweiten Verfahrensstufe, so daß der Bodenbereich des Behälters sich nunmehr in umgekehrter Richtung bewegt und an einer im Matrizenhohlraum angeordneten vorkragenden Schulter und an dem Boden des Patrizenstempels zur Anlage kommt.

In den F i g. 1 bis 3, ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung 30 zur Herstellung von Behältern, z. B. von Bechern mit hocligezogenen Böden, aus thermoplastischer Kunststoffolie dargestellt. Nach der Erfindung lassen sich jedoch auch andersgestaltete Gegenstände für andere Verwendungszwecke herstellen. Die Vorrichtung besitzt ein Untergestell 32, das unter anderem den Antriebsmotor 34 und ein Untersetzungsgetriebe 36 trägt Der Motor treibt über das Untersetzungsgetriebe und über die Kette 37 die Welle 38 an. Die Welle 38 trägt an ihren beiden Enden Kurvenscheiben 40, die mit an den unteren Enden der Hubstangen 44 angeordneten FUhrungsrollen 42 zusammenwirken. Diese Hubstangen .sind in dem Joch 46 des Untergestells 32 und weiterhin in den Gleitlagern 48 im Bereiche ihrer unteren Enden geführt An ihren oberen Enden tragen die Hubstangen 44 einen horizontalen Querträger SO. Die Hubstangen sind weiterhin mit Führungsrollen 52 ausgestattet, die .koaxial z« den Fühnmgsrollen42 angeordnet sind. Die FUhrungsrollen 52 werden durch Kurvenflansche, die an den Enden der Welle 38 an außerhalb der Kurvenscheiben 40 befestigten Armen 56 angeordnet sind, nach unten bewegt

Die Welle 38 ist in den Lagern 58 geführt, welche auf dem Querträger 80 des Maschinengestells angeordnet sind. Die Lager sind von den Wellenenden entfernt angeordnet. Zwischen den Lagern sind auf der Welle 60 zwei Kurvenscheiben 62 angeordnet, die. mit an den unteren Enden der Hubstangen 66 angeordneten Führungsrollen 64 zusammenwirken. Die Hubstangen 66 sind in an einer zentral gelegenen Platte 69 des Maschinengestells angeordneten Lagern 68 geführt.

An den oberen Enden der Hubstangen 66 ist eine noch näher zu beschreibende Form 70 mit einer Mehrzahl von Hohlräumen angebracht. Die Vertikalbewegung der Form wird von den Kurvenscheiben 62 gesteuert. Die Form 70 besitzt eine Grundplatte 72, mittels derer sie von den fest mit der Platte 69 des Maschinengestells verbundenen Elementen 74 ihrer Vertikalbewegung gleitend geführt ist

Das Joch 46 des Maschinengestells besitzt einen mittleren Bereich 76 kleinerer Bauhöhe, in dem die Lagermuffen 78 angebracht sind. Durch diese Lagermuffen und die mit ihnen fluchtenden Bohrungen des Joches sind die Verbindungsstangen 80 hindurchgeführt. Die Verbindtmgsstangen sind mit ihren oberen Enden an dem Querträger £0 befestigt und nehmen somit an dessen senkrechter Hubbewegung teil. Wie insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich ist, sind die Verbindungsstangen in der Weise mit dem Querträger verschraubt, daß eine gewisse Justierung in vertikaler Richtung möglich ist An den unteren Enden der Verbindungsstange 80 ist der Patrizenkopf 62 befestigt Dieser weist eine Mehrzahl nach unten gerichteter Patrizenstempel 84 auf, welche mit den entspre- > chenden Matrizenhohlränmen 96 in der Matrize 70 fluchten. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei Reihen zu je vier, insgesamt also acht Pafizenelemente vorgesehen. An dem mittleren Bereich kleinerer Bauhöhe des Joches 46 sind in der Nähe der

Ecken des Patrizenkopfes 82, jedoch außerhalb desselben, vier abwärts ragende Säulen 88 angebracht, die eine Klemmplatte 90 tragen. Diese Klemmplatte besitzt mehrere mit den Patrizenelementen 84 gleichachsige öffnungen 92, durch weiche die Patrizen- s elemente, wie nachfolgend beschrieben, beim Verformmgsvorgang hindurchtreten. Die Klemmplatte klemmt weiterhin, wie nachfolgend beschrieben, zusammen mit Bereichen der Matrize 70 die Kunststofffolie bei der Verformung ein. An dem Querträger 50 sind weiterhin in der Nähe seiner Enden zwei Stangen 94 angebracht. Diese Stangen durchdringen Bohrungen des Joches 46 und weisen an ihren unteren Enden justierbare, gefederte Anschläge 96 auf. die in einfacher Weise durch je eine Mutter mit Unterlegscheibe gebildet werden. Die Stangen sind von Federn 98 umgeben, die gegen das Joch 46 und den entsprechenden Anschlag 96 drücken. Der Querträger 50 und somit auch die Hubstangen 44 werden demnach federnd nach unten gedrückt, wodurch die Führungs- ao rollen 42 an der Kurvenscheibe 40 in Anlage gehalten werden. Das Joch 46 weist weiterhin justierbare, feite Anschläge 100 auf, die im Bereiche der Enden desselben angeordnet sind und mit dem Querträger 50 zur Begrenzung des Abwärtshubes desselben zusammenwirken.

Die die feste Platte 69 und die Führung 74 für die Matrize tragenden Teile 102 des Maschinengestells rragen aufrecht stehende Stützen 104, an welchen eine obere Riemenführung 106 und eine untere Riemenführung 108 angeordnet sind. Die obere Riemenführung ist von der unteren nur um einen geringen Betrag distanziert. Die Riemenführungen weisen je, zwei einander gegenüberliegende Auskerbungen 110 j und 112 auf.

Wie aus F i g. 1 ersichtlich, werden die Riemenführungen weiterhin von am Maschinengestell angebrachten, aufwärts ragenden Stützen 114 getragen. Die Enden der Riemenführungen sind mit einander gegenüberliegenden und auseinanderstrebenden Lagerarmen 116 und 118 ausgestattet, in welchen zwei voneinander distanzierte obere Rollen 120 bzw. zwei untere Rollen 122 drehbar gelagert sird. Eine jede dieser Rollen hat in der Nähe ihrer Enden zwei V-förmige Auskerbungen, die zwei Paar obere Keilriemen 124 und zwei Paar untere Keilriemen 126 aufnehmen. Die am Einlaufende der Vorrichtung (s. rechte Seite der Fig. 1 und 3) angeordnete Rolle 122 ist mit einem Kettenrad 128 ausgestattet, welches über die Kette 130 von dem Kettenrad 132 angetrieben wird. Letzteres vird durch eine entsprechende, im Untersetzungsgetriebe 36 angeordnete Einrichtung in intermittierende Drehbewegung versetzt Derartige Einrichtungen sind allgemein bekannt, und es können beliebige Ausführungsformen derselben verwendet werden. Die am Einlaufende befindlichen Rollen 120 und 122 sind durch die Stirnräder 134 und 136 miteinander gekoppelt, so daß die Keilriemen 124 und 126 intermittierend und synchron angetrieben werden. Durch die am Einlaufende der Vorrichtung befindlichen Rollen 120 und 122 wird derselben die Kunststoffolie 138 zugeführt, durch die Keilriemen 124 und 126 am Patrizenkopf 82 und der Matrize 70 entlang und als Schrott 140 über die am Ansiauf befindlichen Rollen 120 und 122 wieder herausgeführt Vorzugsweise wird eine aus thermoplastischem Kunststoff, beispielsweise Polystyrol, bestehende Kunststoffolie verwendet Die Kunststoffolie kann von einer Vorratsrolle oder auch direkt von einer Schneckenpresse zugeführt werden.

Um die erforderliche Plastizität der Kunststoffolie zu gewährleisten, kann eine elektrische Heizvorrichtung bzw. ein Infrarotstrahler 142 oberhalb der Folie 138 zwischen dem Einlaufende der Vorrichtung und der Verformungseinrichtung angeordnet werden. Diese Heizvorrichtung kann in einfacher Weise an einem feststehenden Teil der Vorrichtung, beispielsweise an der Riemenführung 108, befestigt werden.
*> Weiterhin ist in unmittelbarer Nachbarschaft der Verformungseinrichtung auf der Emiaufseite derselben ein Luftrohr 144 angeordnet, welches mit einer nicht dargestellten Druckluftcelle verbunden ist und welches auf der mit 146 bezL. .ten Seite mit Düsen versehen ist, welche Druckluft gegen die fertiggestellten Behälter blasen, so daß diese von der Verformungseinrichtung weg auf ein Förderband oder eine andere geeignete Transportvorrichtung gelangen.

Es hat sich gezeigt, daß die mittels der beschriebenen Vorrichtung hergestellten Behälter eine größere Festigkeit aufweisen, wann die Kunststofffolie zunächst zweidimensional gereckt wird. Eine abgewandelte Ausfuhrungsform der erflndungsgemäßen Vorrichtung, welche dies bewirkt, ist in Fig. 4 dargestellt. Die Kunstoffolie wird an gegenüberliegenden Längskanten von auseinanderstrebenden Riemenpaaren 147 erfaßt, wodurch die Querreckung erfolgt

Selbstverständlich befindet sich an jeder Kante der Kunststoffolie sowohl oberhalb wie unterhalb derselben ein Riemenpaar. Die Riemen werden vorteilhafterweise durch geeignete Rollen oder Führungsschienen gestützt, so daß ein ausreichender Anpreßdtjck auf die Kanten der Folie erzeugt wird.

Weiterhin ist eine Einrichtung vorgesehen, um die Kunststoffolie zu spannen bzw. zu bremsen. Bei der dargestellten Ausführungsform umfaßt diese Einrichtung eine Rolle 148, deren Umfangsgeschwindigkeit geringer als die Geschwindigkeit der Riemen 147 ist. Hierdurch wird die Kunststoffolie in Längsrichtung gedehnt, was durch die Pfeile 150 angedeutet ist. Nach einem weiteren Vorschlag dieser Erfindung wird die Kunststoffolie unmittelbar aus einer Schnekkenpresse zugeführt und befindet sich somit noch im warmen und dehnbaren Zustand. Unter Umständen muß der Folie jedoch, ob sie nun direkt aus einem Extruder oder von einer Vorratsrolle kommt, noch eine bestimmte Wärmemenge zugeführt werden. Aus diesem Grunde wird gegebenenfalls eine elektrische Heizvorrichtung oder ein Infrarotstrahler erforderlich. Eine derartige Heizeinrichtung ist mit 152 angedeutet __t_

Die nachfolgende Verarbeitung der Kunststoffolie soweit es ihre Verformung zu Behältern betrifft, is ähnlich wie bei der vorher beschriebenen Ausfüh· rungsform, so daß sich eine wiederholte Beschrei bung erübrigt, zumal in der Zeichnung gleiche Einzel teiie mit denselben Bezugszeichen und einem zusatz liehen Index »ac beziffert sind. Wie aus dem linkei Teil der t i g. 4 ersichtlich, ist die Kunststoffolie, wii durch die Pfeile angedeutet, zweidimensional gereck worden.

Es wird nunmehr auf Fig.5 Bezug genommen Der Patrizenkopf 82 stellt eine Kombination eine Klemm-, Schneid- und Tiefziehwerkzeuges dar. E umfaßt zunächst eine Grundplatte 156, die im Be reiche eines jeden Patrizenstempels 84 eine ringför mige Ausnehmung 158 aufweist In der Mitte jedei

Ausnehmung 1S8 ist ein abwärts ragender Stutzen

160 angebracht, der den Patmenslempel 84 trägt Dieser Stutzen ist mit mehreren seitlichen öffnungen

161 versehen, die mit einer Druckluftleitung 163 verbunden sind.

Zur gleichzeitigen Zuführung von Druckluft zu allen Zuführunpsleitungen 163 kann ein Verteiler vorgesehen werden. Die Luft wird von einem Kompressor 166 od. dgl. (in Fig. 14 angedeutet) über biegsame Schläuche 164 (s. Fig. 14a) und über Ventile 165 oder andere handelsübliche Absperrofgane zugeführt. Die Ventile 165 können durch eine auf der Welle 38 angeordnete Kurvenscheibe 167 geiteuert werden. Die Kurvenscheibe 167 und ein Ventil 165 sind in F i g. 14 schematisch vereinfacht dargestellt.

Die Patrizenstempel 84 haben, wie ersichtlich, jeweils die Gestalt eines Kegelstumpfes. Ihr Boden 168 ist flach ausgebildet. Vorteilhafterweise werden die Patrizenstempel 84 beheizt (nicht dargestellt). Die LuftauslaßöSnungen 161 können auch im eigentlichen Patrizenstempel 84 selbst angeordnet sein.

Es hat sich als notwendig erwiesen, daß der Patrizenstempel 84 so ausgebildet ist, daß er der Plastikfolie keinen nennenswerten Betrag an Wärme entzieht. Sofern der erhitzten Plastikfolie während des Verformungsvorganges Wärme entzogen wird, verliert diese ihre Elastizität und widersetzt sich einer weiteren Deformation. Eine bestimmte Abkühlung der Folie bei der Berührung mit dem Patrizenstempel ist jedoch erforderlich, um ein unerwünschtes Gleiten des Werkstoffes am Einführende des Patrizenstempels zu verhindern. Andererseits muß jedoch unbe-. dingt verhindert werden, daß die Kunststoffolie durch den Patrizenstempel abgeschreckt wird.

Außerdem muß verhindert werden, daß die Kunststoffolie in unkontrollierter Weise über den Boden des Patrizenstempels hinweggleitet. Ein derartiges Gleiten würde im Bereich des Behälterbodens zu einer Wandstärkenverringeruug führen, wodurch ein_; Becher mit einem dütalwandigen Boden erhalten | wird.

Die Patrizenstempel 84 können aus Holz, Kunststoff oder Metall bestehen. Um einen Wärmeentzug! der Kunststoffolie zu vei hindern, kann der Patrizenstempel auch mit einer innchalb desselben angeordneten elektrischen Heizvorrichtung ausgerüstet sein. Der Patrizenstemsel soll die Kunststoffolie, welche bei Verwendung von Polystyrol bei einer Temperatur von 116 bis 127° C ein zufriedenstellendes Verformungsverhältnis zeigt* jedoch nicht aufheizen. Es hat sich gezeigt, daß metallische Matrizenstempel, bei-_i spielsweise solche aus Aluminium oder Stahl, zufriedenstellend arbeiten, wenn sie auf eine Temperatur zwischen 52 raid 121° C aufgeheizt werden. Nach dem gegenwärtigen Stand der Technik ist es zwar nicht verständlich, warum ein derartig großer Tem- ■ peraturbereich noch zu zufriedenstellenden Ergeb-j rissen fülirt. Versuchr; haben jedoch gezeigt, daß dies ι zutrifft*

Der Matrizenhoblraum 86 der Matn/e 70 ist gleichachsig mit dem entsprechenden Patrizenstempel angeordnet. Der obere Bereich des Matrizenhohlraumes ist kegelstumpffönnig und dem Patrizenstempel komplementär ausgebildet Wie am besten aus den Fi g. 11 und 12 ersichtlicri, ist am Boden des Patrizenhohlraumes 186 eine nach innen vorspringende Schulter 170 vorgesehen. Diese weist bei in die Ma-

trizenöfmung 86 eingeschobenem Patrizenstempel eine dessen Bedenkante komplementäre Ausbildung auf. Die wichtige Funktion dieser vorspringenden Schulter wird aus den nachfolgenden Ausführungen

β ersichtlich.

Die vorspringende Schulter 170 ist, wie am besten aus den F i g. 11 und 12 ersichtlich, in der Seitenwandung des Matrizenhohlraumes 86 in der Weise angeordnet, daß sie diesen in einen relativ großen

ίο oberen Bereich 171 mit einer konischen Wandung und in einen senkrechten kurzen unteren Bereich 173 unterteilt. Der obere Bereich 171 ist einerseits durch den Randbereich 174 und andererseits durch die vorspringende Schulter 170 begrenzt, während der untere

is Bereich 173 durch den nach innen gekrümmten Bodenbereich 172 und durch die vorspringende Schulter 170 begrenzt ist. Die vorspringende Schulter selbst besteht aus einem horizontalen Teilbereich 176, einem verhältnismäßig kurzen senkrechten Teilbereich 178

μ und einem zurückspringenden konischen Teilbereich 180. Diese Einzelheiten sind in Fig. 11 stark vergrößert, aber etwa maßstäblich dargestellt.

Wie am besten aus Fig.7 ersichtlich ist ist die Seitenwandung des Bereiches 173 vorteilhafterweise

•S vertikal, d. h. parallel zur Achse des Matrizenhohlraumes, ausgebildet. Der Durchmesser des Bereiches 173 ist vorzugsweise etwas größer als der Durchmesser des senkrechten Bereiches 178 der vorspringenden Schulter 170. Weiterhin ist der Durchmesser des

to zweiten Bereiches 173 des Matrizenhohlraumes vorzugsweise etwas kleiner als der Durchmesser des ersten Bereiches 171 des Matrizenhohlraumes an dessen schmälstem Ende, d.h. unmittelbar an der Schulter 170.

Wie aus den F i g. 5 bis 7 ersichtlich, ist im untersten Teil des Matrizenhohlraumes ein verschiebbares Element 182 angeordnet das die folgenden drei , Funktionen zu erfüllen hat: ¹ Erstens dient es als Boden des Matrizenhohlrau mes 86. Zweitens schiebt es den Boderteil des vorge formten Behälters in seine hochgezogene Endstellung. Drittens dient es als Auswerferkolben, um, wie nachfolgend ausgeführt den fertiggeformten Behälter aus dem Matrizenhohlraum auszuwerfen. Wie ersichtlich, hat der Auswerferkolben 182 eine zylindrische Raumform und befindet sich in der Ruhelage in der Bohrung 183 des Matrizenhohlraumes 86, und zwar so, daß seine Oberfläche 185 bündig mit dem Bodenbereich 172 des Matrizenhohlraumes Hegt Der Aus-So werferkolben 182 ist derart verschiebbar in dem Matrizenhohlraum 186 angeordnet, daß er zwei bestimmte Hube ausführen kann. Zunächst ist er ar einer Stange 184 befestigt, so daß er deren Bewegung I mitmacht Am unteren Ende ist eine Feder 186 ange-

55' ordnet, die mit einer (nicht dargestellt) Hülse zusammenwirkt und die Stange, wie in F i g. 14 schematise! angedeutet, ständig nach unten zieht . Die Stange 184 und der Auswerferkolben 182 sine mittels der verschiebbaren Platte 188, wie am bestei

60^: aus Fig. 14 ersichtlich, gegenüber der festen Platti 69 des Untergestells verschiebbar. Die Platte 188 ge langt an der festen Platte 69 des Untergestells zu Anlage und ist mittels der Stoßstange 192 von doi nach oben bewegbar. Wie aus F i g. 2 ersichtlich, is

SsI die Stoßstange in der Lagerhülse 19£ geführt. Di Stoßstange 192 tragt an ihrem unteren Ende ein Führungsrolle 194, die mit einer auf der Welle 3 angeordneten Kurvenscheibe 196 zusammenwirk

Wie aus F i g. 14 ersichtlich, bewirkt eine Drehung der Welle 196 einen Aufwärtshub der Stoßstange 192 und somit der Platte ItS, wodurch die Bewegung de· Auswerferkolbens 1S2 gegenüber dem Matrizcnbohlraum 86 ausgeführt wird, wobei letzterer wieder mit den von gesondertem Kurvenscheiben gesteuerten Hubstangen 66 verbunden ist

Die zweite Bewegung des Kolbens 182 gegenüber dem Matrizenhohlraum 86 setzt ein, wenn die Platte 188 an der festen Platte 69 des Untergestells anliegt und der Matrizenhohlraum 86 abwärts bewegt wird. Hierdurch wird, wie noch näher beschrieben wird, das Auswerfen des Behälters bewirkt. Der Bewegungsablauf der Vorrichtung wird bei der nachfolgenden Beschreibung der Arbeitsweise klarer ersichtlich.

Der Auswerferkolben ist vorzugsweise aus einem porösen, mit 197 bezifferten Sinterwerkstoff gefertigt, welcher einen Druckausgleich zwischen den beiden Seiten des Kolbens 182 gestattet Dieselbe Wirkung kann, wenn der Kotben 182 aus undurchlässigem Werkstoff hergestellt ist, auch dadurch erzielt werden, daß er mit einem aus durchlässigem Werkstoff bestehenden Mittelteil versehen wird. Unter einem durchlässigen Werkstoff soll ein solcher verstanden sein, der einen Druckausgleich zu dem noch näher zu erläuternden Zweck ermöglicht Der obere Randbereich 174 des Matrizenbohlraumes 86 ist, wie aus Fig. S klar ersichtlich, abgerundet Außen befindet sich ein schmaler Ansatz 198, dem sich eine vertikale, zylindrische Fläche 200 anschließt. Dieser Bereich der Matrize dient zusammen mit der Klemm- und Schneidkante 202 an der Ausnehmung 158 der Patrize 84 zum Festklemmen der Kunststoffolie, nachdem diese durch den Patrizenstempel 84 vorgeformt worden ist

Um die Kunststoffolie 138 bei der mechanischen Verformung durch den Patrizenstempel 84 festzulegen, tritt unmittelbar vor und während des mechanischen Tiefziehvorganges das ringartige Klemmelement 204 mit der Klemmplatte 90 in Wirkyerbindung. Das untere Klemmelement 204 weist eine zylindrische Ausnehmung 208 auf, welche als Anschlag für die Schraubendruckfeder 206 dient so daß die Oberseite 210 des Klemmelementes federnd gegen die Kunststoffolie geklemmt wird.

Bevor die Arbeitsfolge der Vorrichtung beschrieben wird, erscheint es zweckmäßig, bestimmte Einzelheiten des herzustellenden Behälters sowohl in seinem vorgeformten als auch in seinem fertiggeformten Zustande aufzuzeigen. Der fertiggeformte Behälter ist mit 212 und der vorgefonnte Behälter mit 214 bezeichnet (s. F i g. 7). Der vorgefonnte Bebälter 214 gliedert sich in einen oberen Bereich 215 und in einen unteren Bereich 216. Beide Bereiche zusammen bilden eine dem gesamten Matrizenhohlraum komplementäre Raumform unter der Voraussetzung, daß sich der Auswerferkolben 182 noch in der in F i g. 7 dargestellten Lage befindet Der Boden 218 des vorgeformten Behälters liegt an der Oberseite des Auswerferkolbens 182 an.

Der fertiggeformte Behälter 212 nut hochgezogenem Bogen ist in Fig. 10 während der Entfernung aus der Matrize dargestellt Er west einen Standreif 220 doppelter Wandstärke und einen hochgezogenen Boden 221 auf, der von der unteren Kante 115 des Standreifes distanziert ist

Zum Betrieb der Vorrichtung wird der Motor 34 in Gang gesetzt, worauf die thermoplastische Folie 138 zugeführt wird. Hierdurch wird auch die WeUe 38 jn Drehbewegung versetzt, so daß die auf ihr sitzenden Kurvenscheiben 40, 62,196 und 167 mit umlaufen. Dadurch erfolgt die Steuerung der einzelnen

s Maschinenteile in einer an Hand der F i g. 14 beschriebenen Arbeitsfolge, Die Kurvenscheiben 40 rufen über die Hubstangen 44 eine Abwärtsbewegung des Patrizenstempels 84, die Kurvenscheiben 62 dagegen eine Aufwärtsbewegung der Platte 72 hervor,

to wodurch der Matrizenhohlraum 86 und der Kolben 182 nach oben bewegt werden.

Bei der Drehung der Welle 38 werden Patrizenstempel 84 und Matrizenhohlraum 86 in der Weise gegeneinander geführt, daß zunächst das untere

H₅ Klemmelement 204 die Kunststoffolie 138 zeitweilig an der Klemmplatte 90 festklemmt Darauf gelangt der Patrizenstempel 84 mit dem Werkstoff 138 in Berührung, bis der mechanische Tiefziehvorgang beendet ist und die Ausnehmung 158 an der Patrize

μ bzw. dessen Kante 202 den Werkstoff 138 an den Bereichen 174 und 198 der Matrize, wie aus F i g. 6 ersichtlich, festklemmt.

In diesem Augenblick hat sich die Kurvenscheibe 167 so weit verdreht daß sie das Ventil 165 betätigt,

»5 wodurch die Luftleitung 164 von der Druckluftquelle 166 geöffnet wird, so daß über die Ein- und Auslaßkanäle 163 bzw. 161 im Stutzen 160 der Patrize die Folie 138 druckbeaufschlagt wird. Wie aus F i g. 7 ersichtlich, bewirkt dieser Überdruck ein Ablösen der

se warmen Kunststoffolie von dem Patrizenstempel 84, so daß dieser an der Wandung des Matrizenhohlraumes zur Anlage kommt und eine diesem komplementäre Gestalt annimmt Unmittelbar nachdem die Folie 138 die in F i g. 7 dargestellte Gestalt angenommen

hat, wird die bewegbare Platte 188 durch die Kurvenscheibe 196 betätigt wodurch der Kolben 182 sich relativ zum Matiizenhohlraum aus der in Fig.7 dargestellten Lage in die in F i g. 8 dargestellte Lage bewegt. Bei diesem Vorgang bleibt der Luftüberdruck aufrechterhalten. Es ist erforderlich, daß die Bewegung des Kolbens 182 sehr bald auf den in F i g. 7 dargestellten Verfahrensschritt erffcvjt Diese Zeitdifferenz beträgt vorteilhafterweise weniger als ¹Ao Sekunde. Der Durchmesser des Kolbens 182 und des zweiten Bereichen 172 des Matrizenhohlraumes sind so bestimmt daß der in der unteren Hälfte des zweiten Bereiches 173 des Matrizenhohlraumes *. find-

- liehe Werkstoff umgefaltet und mit sich selbst verklebt wird. Während sich der Kolben 182 gegenüber dem Bereich 173 des Matrizenhohlraumes bewegt schälen sich die Behälterwandungen 216 von der Seitenwandung des Matrizenhohlraumes ab, ohne dabei miteinander zu verschmelzen, was bei einem ! Spritzvorgang eintreten würde. Diese Erscheinung ist möglicherweise darauf zurückzuführen, daß die Wandung im Bereich 173 des Matrizenhohlraumes verhältnismäßig kühl ist wodurch eine nahezu augenblickliche teilweise Erhärtung des Bereiches 216 der vorgeformten Behälterwand erfolgt welche es gestat tet, daß die Behalterwandungen ihre Selbständigkeit bewahren, bis sie in die in Fig. 8 dargestellte Lage gebracht sind, worauf darm die aneinandergedrückten Oberflächen miteinander verschweißt werden. Die Oberfläche des Auswerferkolbens 182 wird bis in die

(5 Höhe des einspringenden konischenBereiches 180 der vorspringenden Schulter 170 gebracht wodurch die Bodenkanten des Behälters 218 mit der Behälterseitenwandung im Bereich des konischen Teiles 180

verkleben. Der untere Teil der Wandung 216 und der Boden 218 des vorgeformten Behälters 214 sind nunmehr in ihre endgültige Lage gebracht und werden in dieser durch Verklebung mit der Seitenwandung im Bereich der Schulter 170 fixiert Es entsteht dort eine dichte Verbindung, trie vollständig um den Standreif des fertigen Behälters herumläuft

Um eine schnelle Rückführung des Auswerfcrkolbens in seine untere Ausgangsstellung und den Verbleib des Bodenteiles und des doppelwandigen Standreifes des Behälters in der in Fig. 8 dargestellten Lage zu ermöglichen, ist der Kolben luftdurchlässig ausgeführt, so daß er zurückgezogen werden kann, ohne- daß ein Vakuum unterhalb des Bodens 218 des fertigen Behälters entsteht Wie bereits ausgeführt, genügt auch ein kleiner luftdurchlässiger Einsatz in dem Kolben 182, um zu verhindern, daß ein Vakuum zwischen der Folie und dem Kolben entsteht, wenn dieser zurückgezogen wird. Es ist also nicht erforderlich, dem entstehenden Hohlraum zwischen Folie und Kolben Druckluft zuzuführen, wenn der Kolben in seine untere Endstellung zurückgeführt wird. Es ist bereits ausgeführt worden, daß beim Hochfahren des Kolbens 182 in seine obere Endlage, in der er mit der Schulter 170 bündig liegt, die durch die Steuerkurve 167 ausgelöste Druckbeaufschlagung aufrechterhalten bleibt Der Luftdruck bewirkt zweierlei: Erstens erfolgt ein nachgiebiges Andrücken des Bodens 218, so daß dessen ebene Gestalt bei der Verformung erhalten bleibt und zweitens wird die warme Folie aus thermoplastischem Werkstoff abgeschreckt so daß sie die ihr erteilte Raumform beibehalt.

Während sich der Auswerf erkolben 182 im zurückgezogenen Zustand befindet, wird der Luftdruck abgelassen, und die Patrize wird mit dem Klemmelement weiter abwärts in ihre dem dritten Arbeitsschritt entsprechende Stellung gefahren, wobei sie, wie aus F i g. 9 ersichtlich, den fertigen Behälter aus dem verbleibenden Abfallstreifen 140 ausstanzt. Die Aufhebung des Luftdruckes und die Abschreckwirkung der Matrize bewirken, daß der thermoplastische Behälter 212, abgesehen von seinem oberen festgeklemmten Rand, in seinen übrigen Bereichen ziemlich gleichmäßig schrumpft. Wie aus F i g. 9 ersiehtlieh, 7 eht sich der Standreif 220 so weit um einen bestimmten Betrag zusammen, daß sein freier Durchtritt, an der einspringenden Schulter 170 vorbei, ermöglicht wird. Nach einer kurzen Arbeitspause und nachdem der Patrizenstempel 84 durch die Kurvenscheiben 40 in seine obere Ausgangsstellung gefahren worden ist, gelangt die Oberfläche 194 des Kolbens 182 mit dem doppelwandigen Standreif 220 in Berührung, sobald die Kurvenscheiben 62 die Platte 72 und somit die Matrize 86 gegenüber dem Kolben 182, der an der Platte 188 und an der festen Platte 69 des Untergestells anschlägt, abwärts bewegen. Hierdurch wird der fertiggefonnte Behälter 212 aus der Matrize ausgeworfen, worauf er durch die bereits erwähnten Luftdüsen 146 zum Zwecke der Verpackung weggeblasen wird. Wahrend der Behälter aus der Matrize ausgestoßen und von den Luftdüsen weggeblasen wird, wird die Kunststoffolie gleichzeitig vorgeschoben, so daß ein neues Arbeitsspiel beginnen kann.

Die zeitliche Dauer des gesamten vorstehend be· schriebenen Arbeitsspieles beträgt bei der Herstellung von Bechern etwa 2 Sekunden, die sich wie folgt auf-

Die nachfolgenden Angaben sind nur beispielsu bewerten, da die Zeiten von der Raumform „na uröße des Behälters abhängen. Die Angaben be-Seffen dünnwandige Behälter nut emer Wandstärke β von 0 25 bis 0 5 mm und einem Inhalt von 200 ecm. ' Ungefär ein Drittel der Bearbeitungszeit d h. «/. Sekunden, werden .für den gleichzeitig erfolgenden Vorschub neuer Kunststoffolie in die Arbeitsstellung und das Auswerfen des fertiggeformten.Behalters aus der Matrize benötigt. Ungefähr ein Drittel der Bearbeitungszeit d. h. V. Sekunden, werden fur die gleichzeitig erfolgende Aufwärtsbewegung der Matrize und die Abwärtsbewegung der Patrize zum Festiüemmen der Kunststoffolie und zum mechanischen Tiefziehen

ι« derselben in die in F i g. 6 dargestellte Form benötigt In dem verbleibenden Drittel der Bearbeitungszeit werden unter anderem die drei in Fig.£ 8 und19 dargestellten Arbeitsschritte ausgeführt. Der größte Teil des letzten Drittels der Bearbeitungszeit wird je-

M doch für das Ausstanzen des fertiggeformten Behalters und für die Rückführung des Pßtrizenstempels m seine Ausgangslage zur Ermöglichung des Auswerfens benötigt. Es wird also nur ein sehr kleiner Bruchteil des letzten Drittels der Bearbeitungszeit zur

« Vorformling des Behälters durch Druckluft sowie für die Aufwärtsbevegung des Auswerferkolbens vom Boden des Matrizenhohlraumes in die Lage, in der er mit der vorspringenden Schulter bündig liegt sowie für dessen Rückkehr in die untere Ausgangsstellung

so und für das Schließen des Druckluftventils benötigt In F i g. 14 a ist ein weiterer Vorschlag zum Steuern des Auswerferkolbens gegenüber dem Matrizenhohlraum dargestellt Dieser Alternatiworschlag betrifft das Hochziehen des Behälterbodens in" die Endlage.

In Fig. 14a sind gleiche Einzelteile mit denselben j Bezugszeichen, jedoch einem zusätzlichen einfachen ' Strich versehen. Es ist nur die Arbeitsweise des Kolbens 182 schematisch angedeutet. Im übrigen entspricht die Vorrichtung der in den Fig. 14 und 1

bis 4 dargestellten Ausfühmngsform. Wie aus Fig. 14a ersichtlich, erfolgt die Luftzufuhr 166' über ein Ventil 165'; dieses ermöglicht zunächst den Zutritt von Druckluft zu dem Patrizenstempel 84' über den Auslaß 163'. Der Auslaß 163' ist weiterhin

über die biegsame Zuleitung 222 mit dem Einlaß 223 zur Steuerung des Luftzylinders 224 verbunden. Für die nach der Zuführung von Druckluft zum Patrizenstempel 84' zwecks Verformung der Kunststoffolie in die in Fig.7 dargestellte Lage erfolgende Steuerung

des Luftzylinders 224 ist keine Zeitsteuereinrichtung erforderlich, da der Zeitunterschied zwischen dem Wirksamwerden des Druckes am Auslaß 163' und am Einlaß 223 des Luftzylinders sicherstellt, daß der Auswerferkolben 182' sich erst dann zum Hochziehen des Behälterbodens aufwärts bewegt, nachdem die Kunststoffolie an den Wandungen des Matrizenhohlraumes 86 zur Anlage gekommen ist. Es ist ersichtlich, daß dieser Zeitunterschied sehr kurz ist. Ein anderer (nicht dargestellter), zum gleichen Ergebnis

führender Vorschlag besteht darin, daß von dem Ventil 165 zwei Luftleitungen abführen, von denen eine zu dem Auslaß 163' und die zweite zu dem Luftkolben 224 führt Die zweite Zuleitung muß geringfügig langer sein als die erste Zuleitung. Bei Ver-

6_S suchen hat sich gezeigt daß ein Längenunterschied von nur 50 mm ausreichend ist, um das erforderliche Zeitintervall zwischen den beiden Verfahrensschritten zu gewährleisten.

Eine andere AusführuEgäfonn der Erfindung ist in den Fig. IS bis 17 dargestellt. Entsprechende Einzelteile sind mit den gleichen Bezugszeichen, jedoch zweifach gestrichen bezeichnet. Bei dieser Ausführungsform bewegt der Auswerferkolben 182" den Behälterboden beim Verfonnungsvorgang nicht mechanisch wie bei den vorher beschriebenen Ausführungsformen. Der Kolben 182" weist einen Einsatz 197" aus gesintertem Metall auf. Dieser ist über die Zuleitung 226 mit der Druckluftquelle 166" verbunden. Somit ruft hier der pneumatische Druck die Verschiebung des Bodens 218" des vorgeformten Behälters hervor, während der Kolben 182" in Ruhe bleibt Vorteilhafterweise ist unmittelbar im Auswerferkolben 182" eine Heizwicklung 228 angeordnet (wie bei den vorherigen Ausführungsformen, dort jedoch nicht dargestellt). Diese Wicklung ist mit aus dem Kolben herausführenden Stromzuführungsleitungen 230 und 232 versehen. Der Kolben 182" ist im Bereich 183" des Matrizenhohlraumes mit Dichtringsn 234 abgedichtet. Weiterhin sind Luftauslaßöffnungen 236 vorgesehen, die das Ausströmen eingeschlossener Luft bei der Vorformung des Behälters gestalten.

Bei dieser Ausführungsform muß die Luftleitung 226 mit einem gesonderten Ventil ausgestattet sein, da die für die Vorformung des Behälters benötigte, durch den Auslaß 161" zum Patrizenstempel 84", wie in F i g. 15 dargestellt, strömende Druckluft abgeschaltet werden muß, bevor über die Zuleitung 226 ein Luftdruck vor dem Kolben 182" aufgebaut wird. Wie dargestellt, kann die Zuleitung 226 bei der in F i g. 15 dargestellten Vorrichtung zum A.ufbau einer Druckdifferenz beitragen, indem die Luft durch sie abgesaugt wird. Durch Erzeugung eines Vakuums auf der Unterseite des bereits mechanisch tiefgezogenen Behälters kann die Leitung 226 auch allein zur Erzeugung der erforderlichen Druckdifferenz herangezogen werden, wodurch die Folie in die in Fig. 15 dargestellte Lage gesaugt wird. In diesem Falle können die Auslaßöffnungen 161" und die Zuleitung 163 in Wegfall kommen. Wie aus Fig. 16 ersichtlich, übernimmt der Boden 168" des Patrizenstempels 84 außerdem die Funktion eines Anschlages, an weichen sich der Boden 218" des vorgeformten Behälters 214" anlegt, wenn Druckluft über die Zuführleitung 226 zugeführt wird, so daß der Boden 221" des fertiggeformten Behälters 212" eine regelmäßig glatte Oberfläche erlangt. Bei dieser Ausführungsform ist es ίο erforderlich, die zeitliche Aufeinanderfolge der Arbeitsstufen zu ändern. Das Ausstanzen des Behälters muß vor dem Hochziehen des Bodens 218 des vorgeformten Behälters erfolgen, worauf der Behälter im Bereiche seines oberen Randwulstes von der kombinierten Ausstanz- und Klemmeinrichtung festgelegt wird. Bei dieser Ausführungsform erfolgt also zunächst der mechanische Tiefziehvorgang durch den Patrizenstempel 84". Alsdann erfofgt die pneumatische Vorformung durch Erzeugung einer Druckae differenz, und zwar entweder über die Zuleitung 226 oder über die Luftauslaßöffnungen 161 oder aber über beide. Alsdann wird der Patrizenstempel 84" so weit abwärts bewegt, daß sein Boden 168" bündig mit der auskragenden Schulter 170" des Matrizenhohlraumes liegt, wobei der Boden des Matrizen stempels als Anschlag dient, wenn ein umgekehrt gerichteter Differenzdruck, wie in Fig. 17 dargestellt, ausgeübt wird. Die auskragende Schulter 170" in dem Matrizenhohlraum hindert den Werkstoff daran, in dem Zwischenraum zwischen Patrizenstempel 84" und Matrizenhohlraum einzutreten, so daß ein Behälter 212" mit den gleichen Merkmalen wie bei den vorherigen Ausführungsformen entsteht. Alsdann wird der Patrizenstempel 84" hochgefahren und dem Behälter 212 Gelegenheit zu ausreichender Schrumpfung gegeben, so daß er bei der Abwärtsbewegung der Matrize relativ zu dem Kolben 182", wie bei den ■ vorherigen Ausführungsformen, von diesem ausgestoßen wird.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspräche:

1. Verfahren beim Herstellen dünnwandiger, oben offener, einstückiger Bebälter aus tpermoplastischeni Kunststoff mit hocbiisgrindem Boden, einer sich von diesem aufwärts erstreckenden konischen Seitenwandung und mit einem vom Boden abwärts ragenden, umlaufenden, doppeiwandigen, in den Boden einlaufenden Standreif, bei dem von einer thermoplastischen Kunststoff- _xo folie ausgegangen, diese erwärmt und ein platinenförmiges Teil an seinem Rand eingespannt, dieses mittels Patrizenstempels in eine Matrize hineingeredet, an der Matrizeninnenwandung zur Anlage gebracht und der Boden des so entstandenen Zwischenwerkstücks durch Anwendung beispielsweise pneumatischen Drucks in seine Hochlage gebracht wird, indem er — im Gegensatz zu der an der Matrizeninnenwandung abgekühlten Behäkecseitenwandung — im Plastifizie- _ao rungsbereich gehalten und unter Entstehen des Standreifs ein Stück in den Behälter hinein zurückverschoben wird, dadurch gekennzeichnet, daß das In-Anlage-Bringen der Folie (138) an der Matrizeninnenwandung in an sich bekann- _as ter Weise pneumatisch sowie tnter Ausbildung eines einspringenden äußeren Ringabsatzes in der Behälterseitenwandung in der Nähe der endgültigen Lage des Behälterbodens und daß das Zurückverschiebeu in Form eines zylindrischen Einstülpens des Behälterbodens bis an diesen Ringabsatz sowie unter Verschweißen des so gebildeten Standreifs mit diesem und ininde' *ens in der Nähe j der endgültigen Lage des Behälterbodens in sich' erfolgt. '

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter bis zum radialen Einschrumpfen in der Matrize belassen und dann durch stirnseitiges Beaufschlagen der Standreif-, unterkante aus der Matrize axial ausgeworfen j wird.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2 mit einer zweiteiligen ringförmigen Spannvorrichtung zum Einspannen eines plattenförmigen Teils der Kunststoffolie und mit einer ein- oder mehrteiligen Matrize und einer zu dieser komplementär ausgebildeten Patrize, die beide zur Formung des Behälters durch mechanisches Recken der eingespannten Kunststoffolie relativ gegeneinander bewegbar sind, und mit einer zusätzlichen Einrichtung zum Zurückverschieben des Behälterbodens in den Behälter hinein, gekennzeichnet durch eine im Unterteil des Matrizenhohlraums (86) vorgesehene, nach innen einspringende ringförmige Schulter (170), die den sich etwa konisch zur oberen ÖSnung hin erweiternden Teil (171) des Matrizenhohlraums von einem unteren, etwa zylindrischen Teil (173) des Matrizenhohlraums abteilt und im Behaltet einen einspringenden äuße-1 en Ringabsatz bildet, sowie durch einen in die unterseitig offene Matrize hineinragenden, den Boden dieser Matrize bildenden und in dieser axial verschiebbaren, an sich bekannten Auswerferkolben als zusätzliche Einrichtung, der zugleich als Einstülpkolben dient und dessen Außendurchmesser kleiner als der Innendurchmesser der Ringschulter (170) der Matrize ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3_: dadurch go kennzzichnet, daß der Auswerferkolben (182) luftdurchlässig ausgebildet ist.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 uqd 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Auswerferkoi« ben aus einem schlecht wärmeleitenden Werkstoff besteht.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Aüswerferkol· ben aus Metali besteht und mit einer Heizeinrichtung versehen ist.