DE1429050C3 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstel len eines dünnwandigen, einseitig offenen Gefäßes, insbesondere emes Bechers, aus thermoplastischem Kunststoff - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines dünnwandigen, einseitig offenen Gefäßes, insbesondere eines Bechers, aus thermoplastischem Kunststoff, bei dem eine Kunststoffolie erwärmt, vor die Öffnung einer der äußeren Gestalt des Gefäßes entsprechenden Abstützung gebracht, der später den Rand des Gefäßes bildende Teil der Folie zwischen zwei zueinander parallelen Ringflächen eingespannt, der mittlere, später den Boden des Gefäßes bildende Bereich der Folie von der Außenseite des Gefäßes her durch eine Kreisfläche abgestützt, die Folie unter Aufrechterhalten dieser Abstützung im mittleren Bereich durch Erhöhen des Druckes auf der Innenseite des Gefäßes bis zum ganzflächigen Anliegen an der der äußeren Gestalt des Gefäßes entsprechenden Abstützung verformt und der Rand des Gefäßes aus der Folie getrennt wird. Bei der Erfindung wird von einem solchen vorerläuterten Verfahren ausgegangen, welchem aber der Nachteil anhaftet, daß die gesamte Verformungsarbeit der Folie durch Erhöhen des Druckes auf der Innenseite des herzustellenden Gefäßes erfolgt. Trotz der Abstützung des mittleren, später den Boden des Gefäßes bildenden Bereiches der Folie von der Außenseite des Gefäßes her durch eine Kreisfläche, ergeben sich in der Praxis ungleichmäßige Wandstärken des fertigen Gefäßes, was besonders unangenehm in Erscheinung tritt, wenn die Gefäße aus Materialersparnisgründen sehr dünnwandig sein sollen. Die ungleichmäßigen Wandstärken entstehen dadurch, daß sich die Folie während des Einblasens,

d. h. während der Erhöhung des Druckes, auf der erläuterten Innenseite ungleichrnäßig verbiegen bzw. auswölben kann. Um ein solches ungleichmäßiges Verformen möglichst in Grenzen zu halten, ist man gezwungen, die Druckerhöhung auf der Innenseite des herzustellenden Gefäßes verhältnismäßig langsam durchzuführen, was wiederum eine geringe Arbeitsgeschwindigkeit zur Folge hat. Auch bei verhältnismäßig geringen Arbeitsgeschwindigkeiten lassen sich aber die vorgenannten Nachteile nicht vermeiden, so daß in der Praxis ein erheblicher Ausschuß von nicht brauchbaren Gefäßen entsteht. Außerdem erfolgt bei dem bekannten Verfahren das Trennen des Randes des Gefäßes aus der Folie nicht unmittelbar im Anschluß an den Verformungsvorgang als solchem, sondern vielmehr in einem zweiten, bzw. genau genommen in einem dritten Arbeitstakt, wodurch der Herstellungsaufwand verhältnismäßig groß ist.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, das vorerläuterte Verfahren wesentlich zu verbessern, um ein schnelles, gleichmäßiges Verformen einer vorgewärmten Folie zu einem dünnwandigen, einseitig offenen Gefäß mit einer

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gleichmäßigen gewünschten dünnen Wandstärke Eine bekannte Vorrichtung der vorgenannten Art durchzuführen und gleichzeitig zu erreichen, daß ist beispielsweise aus der USA.-Patentschrift 2854 694 das Gefäß durch Rand- und Bodengestaltung sehr bekannt. Hierbei wird von einer verhältnismäßig stabil ist, sowie in einem Arbeitstakt, einschließlich dickwandigen Folie ausgegangen, weiche zunächst des Trennens des Randes des Gefäßes, gebrauchs- 5 in einem Verformungsschritt zwischen zwei Stempeln fertig hergestellt ist. so gequetscht werden muß, daß sich ein dicker ring-Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß da- förmiger Wulst zwischen dem Rand der beiden durch gelöst, daß die Folie vor dem Verformen im zylindrischen Stempel einerseits und der Innenwand mittleren, später den Boden des Gefäßes bildenden einer Form ausbildet. Gleichzeitig soll der den spä-Bereich zwischen zwei Kreisflächen eingespannt, io teren Rand des Gefäßes bildende Teil der dickdurch mechanisches Recken des nicht eingespannten wandigen Folie nicht nur eingespannt werden, son-Ringbereiches vorgeformt, die Einspannung des mitt- dem zum Zwecke des Abtrennens wird eine ringsum leren Bereiches vor dem Erhöhen des Druckes auf laufende Kerbe erzeugt. Dieser letztere Vorschlag der Innenseite des Gefäßes zum Endverformen der läßt sich in der Praxis nicht verwirklichen, denn Folie gelöst wird und das Trennen des Randes des 15 abgesehen von den sich zwangläufig einstellenden Gefäßes aus der Folie unter Aufrechterhalten der Abkühlungserscheinungen im Bereich der Kerbstelle Einspannung des Randes des Gefäßes erfolgt. wird sich der Rand des zu bildenden Gefäßes in-Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur folge dieser erzeugten Kerbwirkung mit Sicherheit Durchführung des oben erläuterten erfindungsgemä- während des Verformungsvorganges des Ringwulstes ßen Verfahrens mit einer oder mehreren in einem 20 aus der Einspannung lösen. Es kommt hinzu, daß Maschinengestell verschiebbar angeordneten Formen, sich der Ringwulst in der Praxis auch überhaupt wobei zwischen dem Rand der Form und einem nicht zu einer dünnen Wand des herzustellenden Auflagetisch des Maschinengestells die Kunststoff- Gefäßes verformen läßt, und zwar einmal weil sich folie einspannbar ist, einem zur Abstützung der der Wulst während des Zusammenpressen der beiKunststoffolie in die Form bewegbaren Stempel, 25 den Stempel mit Sicherheit sehr unregelmäßig ausmit einer oder mehreren im Auflagetisch im Bereich formt und zum anderen weil auch die Ausformung des zu verformenden Teiles der Kunststoffolie ange- des Wulstes völlig unregelmäßig vonstatten geht, ordneten Druckluftzuleitungen, mit einer Einrich- Zwar sind bei dieser bekannten Vorrichtung, wie tung zum Trennen des Gefäßes aus der Kunststoff- gesagt, zwei Stempel vorgesehen, wobei die Stirnfolie und einer Einrichtung für den Transport der 30 seite des einen Stempels auf der Innenseite und Kunststoffolie. die Stirnseite des anderen Stempels auf der Außen-Es sind bereits Vorrichtungen dieser Art zur Herstel- seite der Folie liegt, jedoch sollen diese Stempel lung einseitig offener Gefäße aus warmverformbarem durch die Quetschwirkung ein Ausquetschen des größ-Kunststoff bekanntgeworden, bei denen eine warme ten Teiles des Folienmaterials bewirken, also gerade-Kunststoffolie vor die Öffnung einer der äußeren 35 zu ein Abkühlen des Materials verhindern, so daß Gestalt des Gefäßes entsprechenden Form gebracht eine andere, mit der nachfolgend erläuterten Erfin- und vom Rand dieser Öffnung gegen einen Auflage- dung nicht vergleichbare und auch nicht realisierbare tisch gepreßt wird. Hierbei wird der innerhalb der Wirkung herbeigeführt werden soll. Darüberhinaus Formöffnung befindliche Teil der Folie durch Ein- ist bei der bekannten Vorrichtung auch schon vorleiten von Druckluft in eine im Bereich der Formöff- 40 geschlagen worden, eine zweite Verformungsstufe nung in die Oberfläche des Auflagetisches mündende unter Verwendung von Druckluft vorzugehen, wobei Leitung in die Form hineingereckt. Jedoch hatten die Druckluft an bestimmter Stelle durch den einen die bekannten Vorrichtungen dieser Art noch ver- der beiden Stempel in das Innere des zu bildenden schiedene Nachteile. Bei einer solchen Vorrichtung Gefäßes zugeführt werden soll. Die Druckluft soll liegt z. B. die Folie auf den Rändern der Form- 45 die mechanisch vorgeformte Folie vom zylindrischen öffnung nur lose auf. Die Kunststoffolie muß sich Umfang des inneren Stempels abheben und gegen bei dieser bekannten Vorrichtung einmal an die er- die Wandung der Form drücken. Auch dieser Vorwärmte Anheizplatte und zum anderen an die gang ist in der Praxis nicht realisierbar, zumindest kalte Form anlegen können. Es ist also ein Zwischen- ist er bei der Herstellung dünnwandiger Gefäße mit raum notwendig, so daß es hierbei nicht möglich ist, 5° erheblichen Schwierigkeiten und mit entsprechendaß die Kunststoffolie vom Rand der Formöffnung dem Ausschuß verbunden.

gegen den Auflagetisch gepreLt wird. Dieses ist Schließlich ist noch aus der französischen Patentjedoch von entscheidender Bedeutung, weil dadurch schrift 1 134 142 eine Vorrichtung bekanntgeworden, an den Erzeugnissen saubere Kanten und Ränder wobei nur mit einem Innenstempel gearbeitet wird, nicht erzielt werden, was für das nachfolgende 55 Hierbei wird die zu verformende Folie nicht im BeStanzen unbedingt erforderlich ist. Auch ist bei reich des späteren Gefäßrandes eingespannt, sondern dieser Vorrichtung nachteilig, daß wegen des vor- völlig uneingespannt mittels eines Innenstempels in erwähnten Zwischenraumes sehr große Arbeitsluft- die Form eingereckt und in einem zweiten Vorgang mengen benötigt werden. Schließlich ist bei dieser mittels Druckluft, die durch zahlreiche öffnungen bekannten Vorrichtung nur eine geringe Ziehtiefe 60 im Mantel des Stempels nach außen tritt, gegen im Verhältnis zum Durchmesser möglich, da sonst die Formwand gedrückt. Auch hier ist die Gefahr der Boden des Ziehgegenstandes überreckt und die einer ungleichmäßigen Verformung der Folie und Wandungen zu wenig gereckt werden. damit eines entsprechend großen Ausschusses sehr

Nach einer anderen bekannten ähnlichen Vorrich- hoch.

tung wird der Kunststoff nicht als Folie verwendet, 65 Demgegenüber wird erfindungsgemäß eine Vorsondern zunächst zu einem Rohling gespritzt und richtung zur Durchführung des Verfahrens nach der durch Aufblasen fertig gespritzt. Hierbei ist eirr Kern Erfindung dadurch geschaffen, daß im Auflagetisch erforderlich. ein zweiter unter Einspannen einer Kreisfläche der

Kunststoffolie gegen den Stempel der Form andrückbarer und zum mechanischen Vorrecken der Kunststoffolie mit dem Stempel der Form in angedrücktem Zustand über eine Strecke synchron bewegbarer Stempel gelagert ist.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung dieser Vorrichtung besteht darin, daß dem zweiten Stempel und der Zuleitung der Druckluft eine pneumatisch arbeitende Steuereinrichtung zugeordnet ist.

Außerdem ist es noch zweckmäßig, die Vorrichtung in der Weise auszugestalten, daß die Steuereinrichtung durch eine mit dem Antrieb für den Transport der Kunststoffolie verbundene Nockenwelle betätigbar ist.

Schließlich wird noch im Rahmen der Erfindung vorgeschlagen, daß jede Form vertikal verschiebbar oberhalb des feststehend ausgebildeten Auflagetisches geführt ist, daß jeder die Kunststoffolie abstützende Stempel derart in der Form vertikal verschiebbar geführt ist, daß er nur der Schwerkraft ausgesetzt ist, und daß die Strecke der synchronen Bewegung des Stempels 50 bis 95 ⁰Zo des Gesamtweges des abstützenden Stempels beträgt.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der vorstehend bezeichneten Maschine dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 einen Lotrechtschnitt durch die Vorrichtung,

F i g. 2 einen Lotrechtschnitt durch die Vorrichtung gemäß H-II der Fig. 1, mit zwei quer zur Förderrichtung der Folie nebeneinander angeordnete Formen und

Fig. 3 einen Waagerechtschnitt gemäß Linie III-III nach Fig. 1.

Die Vorrichtung gemäß Fig. 1 und 2 besitzt einen feststehenden Auflagetisch 1 und zwei senkrecht verschiebbare Formen 2 und 3, die quer zur Bewegungsrichtung der zu bearbeitenden Kunststoff-Folie 4 nebeneinander angeordnet sind. Die innere Oberfläche 5 der Formen ist der Gestalt des herzustellenden Gefäßes gleich. Die Formen enthalten einen Stempel 6, dessen' der Folie 4 zugewandte Seite 7 der äußeren Gestalt des Gefäßbodens entspricht. Der Stempel 6 und/oder die Formen 2, 3, sind mit nichtgezeichneten Durchtrittsöffnungen, insbesondere im Bereich des Bodens der Form versehen, damit die in der Form enthaltene Luft während des weiter unten beschriebenen Verformens der Folie durch sie entweichen kann. Der Stempel 6 ist an einer Stange 8 befestigt, die an einem die Formen tragenden Bauteil 9 geführt ist. Der Stempel kann unter der Wirkung einer nichtgezeichneten Blattfeder stehen, welche eine möglichst flache Kennlinie besitzt. Im allgemeinen genügt jedoch das Gewicht des Stempels einschließlich der Stange 8, um einen gewissen Druck der Stempelfläche 7 nach unten zu erzeugen. Der Weg des Stempels 6 in die Form ist gegen die Wirkung seines Gewichts bzw. der nichtgezeichneten Feder bis zu dem als Anschlag dienenden Boden 12 der Form verschiebbar.

Die Formen 2 und 3 sind von je einem Mantel 40 umgeben, der an dem Bauteil 9 angeschraubt ist. An dem unteren Ende des Mantels befindet sich ein Schneidring 41, dessen Innenkante als Schnittkante für das weiter unter beschriebene Ausschneiden des Gefäßes aus der Folie dient. Der Schneidring wird aulkn von einem Befestigungsring 42 gehalten. Zwischen dem Mantel 40 und der betreffenden Form 2 bzw. 3 befindet sich eine Haltebüchse 43, die mitsamt der Form 2, 3 innerhalb des Mantels um ein kleines Stück verschiebbar gelagert ist. Während des Schneidvorganges bewegt sich die Form mit der Büchse nach oben hin, und zwar entgegen der Kraft der Federn 44, die dafür sorgen, daß diese Teile nach dem Schnitt wieder in ihre ursprüngliche Stellung zurückkehren, nämlich in die Stellung, die in der Zeichnung wiedergegeben ist.

ίο Wie die F i g. 1 und 2 zeigen, ist die Haltekonstruktion für die Formen bzw. für die Schneidringe derart ausgebildet, daß man mit wenigen Handgriffen sowohl die Schneidringe als auch die Formen gegen neue auswechseln kann.

Die gesamte, soeben beschriebene Haltekonstruktion für die Formen ist gemäß den Fi g. 1 und 2 an dem Bauteil 9 befestigt. Das Bauteil 9 seinerseits ist verschiebbar auf feststelenden Stempeln 45 und 46 gehalten. Diese sind an ihrem unteren Ende in dem Auflagetisch 1 befestigt und tragen an ihrem oberen Ende ein Querhaupt 47. Auf diesem ist ein Zylinder

48 aufgestellt, in welchem sich ein Kolben 49 befindet, der an der Oberseite mit einer Stange 50 und an der Unterseite mit einem Druckstempel 51 verbunden ist. Der Druckstempel 51 ist mit dem Bauteil 9 formschlüssig verbunden, so daß bei Abwärtsbewegung des Kolbens 49 auch das Bauteil 9 und damit gleichzeitig die Formen 2 und 3 sich abwärts bewegen. Die Steuerung des Kolbens 49 innerhalb des Zylinders 48 erfolgt zweckmäßig pneumatisch. Dies gilt auch für das Aufwärtsbewegen des Kolbens

49 nach dem jeweiligen Herstellungsvorgang für die Gefäße.

Entsprechend der Anzahl der Formen sind in dem Auflagetisch 1 Einsätze 52 und 53 vorgesehen, auf deren oberen Rand 54 sich der entsprechende Rand 55 aufsetzt und dabei die zu verformende Folie festklemmt. Die Einsätze 52 und 53 sind in dem Auflagetisch verschiebbar gehalten. Zu diesem .

Zweck besitzt jeder Einsatz an seinem unteren Teil einen ringförmigen Fortsatz 56, an welchen ein Rohr 57 angeschlossen ist, das über ein Zwischenstück 58 mit einem Kolben 59 verbunden ist. Dieser kann sich in dem Raum 60 einer pneumatischen Druckvorrichtung 61 auf und ab verschieben. Die Oberkante des äußeren zylindrischen Mantels 62 dient als Schnittkante in Zusammenwirken mit dem Schneidring 41. Innerhalb der Einsätze 52 und 53 bzw. der Rohre 57 ist ein Stempel 63 vorgesehen, der an seinem oberen Teil einen abgeflachten pilzartigen Kopf 64 aufweist. An den Stempel 63 ist nach unten hin, und zwar in Richtung der Symmetrieachse ein Schaft 65 angeschlossen, der von einer nicht gezeichneten pneumatischen Druckeinrichtung in Axialrichtung verschoben und gesteuert werden kann. Der Stempel mit dem pilzförmigen Kopf dient zum mechanischen Vorrecken der zu verformenden Folie. Zu diesem Zweck ist die pneumatische Verschiebeeinrichtung, die zweckmäßig einen Zylinder und einen darin verschiebbaren Kolben aufweist, so ausgestaltet, daß der Stempel ein mechanisches Vorrecken der Folie beispielsweise um 50 °/o bis etwa 95 % der endgültigen Formgebung des Gefäßes auszuführen erlaubt. Dabei wird der Stempel so gesteuert, daß er den Mittelteil der zu verformenden Folie gegen die Innenfläche 7 des Stempels 6 andrückt und während der Formgebung den Stempel 6 entsprechend mitverschiebt.

Die Einsätze 52 und 53 weisen ein oder mehrere Durchtrittsöffnungen 66 auf, die über entsprechende Bohrungen und Zuleitungen an einen Drucklufterzeuger angeschlossen sind und für die Zuführung von Preßluft sorgen. Mit besonderem Vorteil sind um den Stempel 63 bzw. den Kopf 64 mehrere derartige Durchtrittsöffnungen vorgesehen, so daß ein gleichmäßiges Ausblasen der Druckluft erfolgt. Die Verbindungsmittel der Durchtrittsöffnungen mit dem Blaslufterzeuger sind aus üblichen Bauteilen, wie Verbindungsrohren, Bohrungen usw. zusammengesetzt, so daß sich eine besondere zeichnerische Darstellung dieser Mittel erübrigt.

Auf dem Zylinder 48 ist ein Deckel 67 vorgesehen, der neben den Zuführungsöffnungen für die Luft zum Steuern des Kolbens 49 eine Verriegelungsvorrichtung trägt. Diese besteht aus einem zylinderischen Gehäuse 68, durch welches die Stange 50 hindurchtritt und in welche quer zur Verschieberichtung der Stange ein Bolzen 69 gelagert ist. Der vordere Teil des Bolzens besitzt eine leichte Rundung 70, damit sich der Bolzen mit Sicherheit über die Stirnfläche 71 der Stange 50 schiebt. Die Unterkante des vorderen Bolzenteiles 72 ist flach ausgebildet. Die Verschiebung des Bolzens erfolgt mittels Preßluft, während sich der Kolben aus seiner Verriegelungsstellung mit Hilfe einer Druckfeder 73 wieder in seine Ruhestellung zurückschieben läßt.

Wie weiter unten noch näher beschrieben ist, dient der Sperrbolzen dazu, ein Anheben der Formen während des Schneidvorganges beim Beschneiden der Ränder der Gefäße zu verhindern. Während nämlich für die Durchführung des Schnittes ein Druck von etwa 8 bis 10 atü benötigt wird, genügt für das Verformen ein Druck von etwa 2 atü.

Mit besonderem Vorteil können an dem Zwischenraum zwischen den Formen 2, 3 und den Haltebüchsen 43 besondere Anschlüsse 74 vorgesehen sein, in welchen ein Mittel zur richtigen Einstellung der Temperatur möglich ist.

Die Steuerung der oben beschriebenen Vorrichtung erfolgt vollautomatisch, und zwar mit Hilfe einer Nockenwelle75, die in Fig. 3 dargestellt ist. Die Nockenwelle ist mit dem Antriebsmotor 76 mechanisch verbunden, und zwar derart, daß die einzelnen pneumatischen Steuerungsvorgänge bzw. Druckluftimpulse in Abhängigkeit von dem Antrieb für die Weiterförderung der Folie abhängig sind. Außerdem ist die Nockenwelle 75 so gestaltet, daß die einzelnen Bewegungsabläufe in der richtigen Reihenfolge nacheinander erfolgen. Die einzelnen Nocken 77 der Nockenwelle steuern die Bewegung von Nockenstößeln 78, die ihrerseits Ventile für die Zuführung von Druckluft zu den einzelnen Betätigungszylindern öffnen oder schließen. Vorteilhaft sind in den einzelnen Druckluftleitungen, die auf diese Weise unter Druck gesetzt werden können, Reduzierventile vorgesehen, die auf einen bestimmten gewünschten Druck eingestellt werden können. In der Zeichnung sind der Deutlichkeit halber die Reduzierventile sowie die einzelnen Verbindungsleitungen von den druckerzeugenden Organen zu den pneumatischen Zylindern nicht eingezeichnet worden.

Zum Transport der Kunststoff-Folie 4 sind senkrecht übereinander zwei Paare von Walzen 21 und 22 vorgesehen. Die Unterwalze wird angetrieben. Sie weist auf einem Teil 23 ihres Umfanges einen kleineren Radius auf, als am übrigen Umfang 24. Auf diese Weise wird erreicht, daß der Weitertransport der Folie nur während der Zeit erfolgt, in der der Teil 24 der Walze 22 gegenüberliegt und die Kunststoff-Folie einpreßt, während die Folie an dem Umfangsteil 23 freigegeben ist und infolgedessen in Ruhe bleibt. Die Fördereinrichtung ist also mit der Nockenwelle derart zusammengeschaltet, daß der gesamte Bearbeitungsvorgang der warmen Folie während des Vorbeiganges des Umfangsteiles 23 an der Walze 22 vonstatten geht.

Die Wirkungsweise der oben beschriebenen Vorrichtung ist folgende:

Die vorgewärmte Kunststoff-Folie 4 wird, solange der Umfangsteil 24 der Walze 21 sich gegenüber der Walze 22 befindet, durch die Vorrichtung hindurch bewegt. In diesem Zustand befinden sich die Formen 2, 3 bzw. Einsätze 52, 53 in der auf der Zeichnung eingetragenen Stellung. Die Walze 21 wird mit konstanter Drehzahl angetrieben. Sobald ihr im Radius verkleinerter Umfangsteil sich gegenüber der Walze 22 befindet, bleibt die Folie 4 in Ruhe. In diesem Zeitabschnitt werden durch den Druckstempel 51 das Bauteil 9 und damit die beiden Formen 2 und 3 nach unten hin bewegt und die Folie 4 zwischen den Flächen 54 und 55 fest eingespannt. Dabei legt sich der Stempel 6 ebenfalls infolge seines Eigengewichtes gegen die Folie an, und zwar unmittelbar gegenüber dem entsprechenden Einsatz 52, 53. An dieser Stelle, d. h. im mittleren Teil der festgeklemmten Folie, tritt auf diese Weise eine Abkühlung und eine Verfestigung ein, was zur Folge hat, daß der Boden des fertigverformten Gefäßes gegenüber den Wandteilen eine größere Dicke und eine entsprechende Fertigkeit besitzt.

In diesem Zustand erhält der Steuerzylinder für den Stempel 63 durch Wirkung der Nockenwelle, die sich mit konstanter Drehzahl weiter dreht, einen Druckimpuls, so daß sich der pilzartige Kopf 64 des Stempels hochschiebt unter gleichzeitigem Anheben des Stempels 6 und damit ein mechanisches Vorformen der Folie durchführt. Sobald das gewünschte Maß dieser mechanischen Vorformung erreicht ist, wird durch Steuerung eines weiteren Nockens der Nockenwelle die Zuleitung für die Druckluft geöffnet, so daß die Druckluft durch die Öffnungen 66 austritt und die Folie in die endgültige Form preßt, wobei die Luft zwischen der Außenfläche der Folie und der inneren Oberfläche 5 der Formen durch nichtgezeichnete Löcher in den Formen bzw. in dem Stempel 6 nach außen entweicht. Sobald die Folie an der Außenwand der Form anliegt, kühlt sie sich derart ab, daß sie sich sofort verfestigt.

Es schließt sich nunmehr der Schneidvorgang an, der dadurch erfolgt, daß der Kolben 59 pneumatisch nach oben hin gedrückt wird, so daß sich die Einsätze 52 und 53 ebenfalls nach oben hin verschieben und, wie oben beschrieben, die Formen 2 und 3 entgegen der Federkraft der Federn 44 vor sich her schieben. Bevor der Kolben pneumatisch bewegt wird, erfolgt eine Verriegelung der Stange 50 durch die oben erläuterte Verriegelungsvorrichtung. Zu diesem Zweck wird der Bolzen 69 pneumatisch vor die Stirnfläche der Stange 50 verschoben.

Beim Vorbeigleiten der oben beschriebenen Schnittkanten wird auf diese Weise der Rand des endgültig geformten Gefäßes beschnitten. Auf pneumatischem Wege können nunmehr die Einsätze wie-

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der zurückgezogen werden und das Bauteil 9 mitsamt den Formen nach oben hin in die Ruhestellung zurückgebracht werden, nach dem der Bolzen 69 von dem pneumatischen Druck entlastet und durch die beschriebenen Federn 73 wieder in die Ruhestellung zurückgeführt worden ist.

Unter dem Gewicht der Stempel 6 werden während des Aufwärtsganges der Formen die fertigen Gefäße ausgestoßen. Da die Gefäße infolge ihrer verhältnismäßig geringen Wandstärke ein kleines Gewicht aufweisen, können sie mit Hilfe von seitlich angeordneten Blasrohren 79 in einen Sammelbehälter eingeblasen werden. Während dieses Abblasens der fertigen Behälter verschiebt sich die Folie 4 um ein entsprechendes Stück weiter, so daß der soeben beschriebene Vorgang sich anschließend wiederholen kann. Zum abschnittsweisen Ein- und Ausschalten der Vorrichtung kann ein elektrischer, mechanisch betätigter Schalter 80 vorgesehen sein (F i g. 2).

Das oben beschriebene Verfahren ergibt, wie oben bereits angedeutet, den wesentlichen Vorteil, daß durch das mechanische Vorrecken der Folie eine sehr gute Vergleichmäßigung und Materialverteilung der Folie auf die Gefäßwandung erzielt wird. Dabei wird eine große Fertigungsgeschwindigkeit erreicht, und die benötigte Druckluftmenge erheblich verringert, was besonders dann sehr günstig in Erscheinung tritt, wenn eine große Anzahl von Vorrichtungen oder einzelnen Formen an die gleiche Drucklufterzeugungsanlage angeschlossen sind. ·

Auch die oben im einzelnen beschriebene Vorrichtung, weist in ihrer Gesamtheit verschiedene erhebliche Vorteile auf. Zunächst einmal können die Gefäße in einem einzigen Arbeitsvorgang, von der vorgewärmten Folie ausgegangen, bis zum fertigen Gefäß, auf einfache und billige Weise hergestellt werden. Obwohl die Wandstärke der Gefäße beliebig dünn und gleichmäßig hergestellt werden kann, wird der Boden des Gefäßes jeweils in verstärkter Form mit entsprechend größerer Festigkeit ausgebildet. Diese Ausbildung ergibt sich ganz selbsttätig, ohne daß es hierzu eines besonderen Bauaufwandes bedarf.

Die Form selbst kann aus einem Werkstoff verhältnismäßig geringer Güte hergestellt werden, da eine Gleitbewegung des Werkstoffes auf der Oberfläche praktisch nicht eintritt und daher auch nur ein sehr geringer Verschleiß der Form auftritt. Es kommt hinzu, daß durch die erfindungsgemäße Gestaltung ein sehr einfaches. Auswechseln der Formen ermöglicht wird. Durch die Auswechselbarkeit ist der weitere Vorteil gegeben, daß man Gefäße in den verschiedensten Formen herstellen kann, ohne daß die Vorrichtung als solche umgestellt oder geändert werden müßte. So kann man beispielsweise Gefäße mit einem kreisförmigen oder auch mit einem ovalen, dreieckigen oder vierkantigen Boden herstellen. Außerdem ist es möglich, in dem Boden oder gegebenenfalls auch in den Wänden des Gefäßes irgendwelche nach außen oder innen ragende Querrippen vorzusehen. Bei der Gestaltung der gewünschten Form des Gefäßes ist man also keinerlei Beschränkungen unterworfen. Die äußere Formgestaltung ist nur zweckmäßigerweise so zu wählen, daß ein einfaches Herausgleiten des geformten Gefäßes aus den Formen 2, 3 möglich ist. Die erfindnngsgemäße Vorrichtung ist im übrigen infolge der sehr einfachen konstruktiven Gestaltung sehr robust und betriebssicher.

Die Kraft, mit der die Form gegen die Kunststoff-Folie gedrückt werden muß, ist bedeutend geringer als die für Spritzguß- oder Strangpreßvorrichtungen erforderliche Kraft des Preßkolbens bzw. der Schnecke. Die Anpreßkraft der Form muß lediglich ausreichen, um während der Druckluft-Zufuhr ein Nachrutschen von außerhalb der Form liegenden Teilen der Kunststoff-Folie in die Form hinein zu verhindern und um einen wenigstens annähernd luftdichten Abschluß des beim Blasen mit Druckluft gefüllten Raumes nach außen hin zu gewährleisten.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist darin zu sehen, daß ein Auswerfer zum Hinausdrücken des fertigen Gefäßes aus der Form überflüßig ist, da der durch eine Feder oder ein Gewicht belastete erfindungsgemäße Stempel dieses Ausschieben selbsttätig übernimmt, sobald die Form von dem Auflagetisch wegbewegt wird.

Bei dem oben beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind zwei Formen nebeneinander quer zur Transportrichtung der Folie angeordnet. Statt dessen kann man aber auch die erfindungsgemäße Vorrichtung mit einer einzigen oder mit mehr als zwei derartiger nebeneinander liegender Formen ausrüsten. Es wurde weiterhin zu dem Ausführungsbeispiel beschrieben, daß die Steuerung der einzelnen Arbeitsgänge pneumatisch mit Hilfe einer Nockenwelle erfolgt. Statt der angeschlossenen pneumatischen Arbeitsorgane kann man auch für einzelne Bewegungsabläufe mechanisch wirkende Organe vorsehen, wie Kurbeltrieb, Exzentertrieb od. dgl. Schließlich sind auch noch manche anderen konstruktiven Abänderungen der Vorrichtung möglich, ohne damit den Grundgedanken der Erfindung zu verlassen. Zweckmäßigerweise werden das mechanische Vorverformen der Folie und das pneumatische Fertigformen durch entsprechende Einstellung der Steuerungseinrichtung kurzzeitig nacheinander durchgeführt. Unter Umständen kann es aber auch vorteilhaft sein, das mechanische Verformen unter gleichzeitiger Mithilfe der Druckluft vorzunehmen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen eines dünnwandigen einseitig offenen Gefäßes, insbesondere eines Bechers, aus thermoplastischem Kunststoff, bei dem eine Kunststoffolie erwärmt, vor die öffnung einer der äußeren Gestalt des Gefäßes entsprechenden Abstützung gebracht, der später den Rand des Gefäßes bildende Teil der Folie zwischen zwei zueinander parallelen Ringflächen eingespannt, der mittlere, später den Boden des Gefäßes bildende Bereich der Folie von der Außenseite des Gefäßes her durch eine Kreisfläche abgestützt, die Folie unter Aufrechterhalten dieser Abstützung im mittleren Bereich durch Erhöhen des Druckes auf der Innenseite des Gefäßes bis zum ganzflächigen Anliegen an der der äußeren Gestalt des Gefäßes entsprechenden Abstützung verformt und der Rand des Gefäßes aus der Folie getrennt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie vor dem Verformen im mittleren, später den Boden des Gefäßes bildenden Bereich zwischen zwei Kreisflächen eingespannt, durch mechanisches Recken des nicht eingespannten Ringbereiches vorgeformt, die Einspannung des mitteleren Bereiches vor dem Erhöhen des Druckes auf der Innenseite des Gefäßes zum Endverformen der Folie gelöst wird und das Trennen des Randes des Gefäßes aus der Folie unter Aufrechterhalten der Einspannung des Randes des Gefäßes erfolgt.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einer oder mehreren in einem Maschinengestell verschiebbar angeordneten Formen, wobei zwischen dem Rand der Form und einem Auflagetisch des Maschinengestells die Kunststoffolie einspannbar ist, je einem zur Abstützung der Kunststoffolie in jede Form bewegbaren Stempel, mit einer oder mehreren im Auflagetisch im Bereich des zu verformenden Teiles der Kunststoffolie angeordneten Druckluftzuleitungen, mit einer Einrichtung zum Trennen des Gefäßes aus der Kunststoffolie und einer Einrichtung für den Transport der Kunststoffolie, dadurch gekennzeichnet, daß im Auflagetisch (1) ein zweiter unter Einspannen einer Kreisfläche der Kunststoffolie gegen den Stempel (6) der Form (2) andrückbarer und zum mechanischen Vorrecken der Kunststoffolie mit dem Stempel (6) der Form (2) in angedrücktem Zustand über eine Strecke synchron bewegbarer Stempel (63) gelagert ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem zweiten Stempel (63) und der Zuleitung (66) der Druckluft eine pneumatisch arbeitende Steuereinrichtung zugeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung durch eine mit dem Antrieb für den Transport der Kunststoffolie verbundene Nockenwelle (75) betätigbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Form (2, 3) vertikal verschiebbar oberhalb des feststehend ausgebildeten Auflagetisches (1) geführt ist, daß jeder die Kunststoffolie abstützende Stempel (6) derart in der Form vertikal verschiebbar geführt ist, daß er nur der Schwerkraft ausgesetzt ist, und daß die Strecke der synchronen Bewegung des Stempels (63) 50 bis 95^ηΌ des Gesamtweges des abstützenden Stempels (6) beträgt.