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Verfahren und Vorrichtung zum Tiefziehen von Hohlkörpern aus Kunststoff
Die Erfindung betrifft die Herstellung von tiefgezogenen Hohlkörpern aus Kunststoff.
Dabei wird als tiefgezo gener Hohlkörper ein Hohlkörper bezeichnet, der im Vergleich
zu einer quer zu seiner Tiefe liegenden Abmessung seines Querschnitts eine große
Tiefe hat.
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Dae erfindungsgemäße Verfahren zum Tiefziehen von Hohlkörpern aus
Kunststoff besteht darin, daß eine erhitzte Folie aus Kunststoff an vorbestimmten
Stellen gekühlt wird, ein diese gekühlten Stellen der Folie enthaltender Teil der
erhitzten Folie entlang seines ganzen Umfanges oder im wesentlichen seines ganzen
Umfanges in einem Rahmen festgelegt wird, eine Stempelanordnung gegenüber dem festgelegten
Teil der Polie und gegentiber einer der Stempel anordnung entapreohenden Matrizenanordnung
seitwwrts in eine Stellung bewegt wird, in der sich die Stempelanordnung in der
Matrizenanordnung befin0-det, worauf die an der Stempelansordnung anliegende, erhitzte
Folie von der Stempalanordnung auf die matrizenanordnung übertragen wired so daß
sich der Teil der Folie der Matrizenanordnung
anpaßt, wobei die
gekühlten Stellen der Folie gewährleisten, daß der überführte Teil der Folie eine
im wesentlichen einheitliche Wandstärke hat, dann die Stempel- und die atrizenanordnung
voneinander getrennt werden und der verformte Teil aus Kunststoff von der Stempelanordnung
abgenommen wird.
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In dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt vorzugsweise eine Kühlung
der Folie an vorbestimmten Stellen, die sich nach der Überftihrung der Folie auf
die Matrizenanordnung in der Nähe je einer Ecke eines in der Folie ausgebildeten,
tiefgezogenen Körpers befinden. in dem erfindungsgemäßen Verfahren wird vorzugsweise
ein StUck einer endlosen, erhitzten Kunststoffolie während eines ersten Verformungsvorganes
dieser Folie an vorherbestimmtem Stellen der Folie gekühlt und die Folie nach dem
ersten Verformungsvorgang einem zweiten Verformungsvorgang unterworfen. Zweckmäßig
erfolgt eine Kühlung an weiteren vor bestimmten Stellen und wird vor dem Eingriff
der Stempelanordnung in die Matrizenanordnung auf Jene Seite der Folie, an der die
Stempelanordnung angreift, eine Saugwirkung ausgeübt, die bewirkt, daß eich die
Folie der Stempelanordnung anpaßt, wobei die weiteren gekühlten Stellen der Folie
eine Bildung von unerwünschten Falten in der Folie verhindern, wenn sich diese dar
Stempel anordnung anpaßt.
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Wenn der Formkörper ein Behälter ist, der einen hohlen Körper und
einen am oberen Ende des Körpers angelenkten Verschluß besitzt, umfaßt das erfindungsgemäße
Verfahren ferner eine örtliche Abkühlung eines langgestreckten Teils der Fclie,
welcher Teil zwischen vorspringenden Stempelzapfen des
Stempelelements
angeordnet ist, dem die Folie angepaßt wird, ehe sie in Hohlräume des Matrizenelements
überfährt wird, die dem Körper bzw. dem Verschluß des Behälters entsprechen, wobei
der gekühlte langgestreckte Teil der Folie eine Bildung von unerwtinschten Falten
in der Folie zwischen den vorspringenden Stempelzapfen verhindert, wenn die Folie
der Stempelanordnung angepaßt wird.
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Die Erfindung schafft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des
Verfahrens nach einem der vorstehenden Absätze, Diese Vorrichtung umfaßt einen Schlitten,
eine Tragkonstruktion, auf welcher der Schlitten montiert ist und die bei Anordnung
in der Nähe der Austrittsöffnung einer Strangpresse eine Bahn fUr eine sich aus
der Strangpresse abwärtsbewegende, erhitzte Kunststoffolie bildet, wobei der Schlitten
längs der Tragkonstruktion zu der Austrittsbffnung hin und von ihr weg bewegbar
ist, auf dem Schlitten auf entgegengesetzten Seiten der Bahn der erhitzten Kunststoffolie
montierte Rabmenteile, Kittel zum Herbeifthren einer Relativbewegung der R6hmenteile
zu und von einer Stellung, in der die Rahmenteile zwischen sich ein StUck der erhitzten
Kunststoffolie festhalten, eine Stempelanordnung und eine Matrizenanordnung, die
auf dem Schlitten auf entgegengesetzten Seiten der Bahn aus erhitzter Kunststoffolie
angeordnet sind, kittel zur Relativbewegung der Stempelanordnung und der Matrizenanordnung
innerhalb der Begrenzung der Rahmenteile zu und von einer Stellung, in welcher die
Stempelanordnung in die tdatrisenanordnung eingreift, auf den Rahmenteilen vorgesehen
Mittel zur örtlichen Abkühlung der erhitzten Kunststofffolie an Stellen, die in
der Richtung der Bewegung der Folie
vor der Matrizenanordnung und
der Stempelanordnung liegen, und Mittel zum Abwärtsbewegen des Schlittens längs
der Bahn des erhitzten Kunststoffs mit einer Geschwindigkeit, die annähernd der
Geschwindigkeit der Material zufuhr von der Strangpresse entspricht, und zum raschen
ZurUcketellen des Sohlittens längs der Bahn in eine oberste Stellung.
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Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnungen beschrieben.
In diesen zeigen Fig. 1 und 2 schaubildlich eine druckfeste Zigarrenschachtel mit
einem Klappdeckel.
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Fig. 3 zeigt schaubildlich mit einandergezogenen Teilen ein Werkzeug
zur Herstellung der Schachtel nach Fig. 1 und 2.
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Fig. 4 zeigt in einer Seitenansicht die erfindungsgemäße Vorrichtung
zum Herstellen von tiefgezogenen Hohlkörpern.
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Die Figuren 5 und 5a-c zeigen in Seitenansicht Umfangsteile der Vorrichtung
nach Fig. 4 in versohiedenen Phasen eines Verformungsvorganges.
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Fig. 6 zeigt in einer Vorderansicht einen von zwei Rahmenteilen,
zwischen denen die Kunststoffclie während jedes Verformungsvorganges festgelegt
ist.
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Fig. 7 zeigt einen Horizontalschnitt nach der Linie VII-VII durch
den Rahmenteil nach Fig. 6, Fig. 8 einen Schnitt nach der Linie VIII-VIII der Fig.
6 durch den Rahmenteil, Fig 9 zeigt in Vorderansicht den anderen der bei den Rahmenteile.
zwischen denen die Kunststoffolie während
jedes Verformungsvorganges
festgelegt ist.
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Fig. 10 zeigt einen Schnitt nach der Linie X-X der Fig. 9 und Fig.
11 erläutert eine Einzelheit der Konstruktion der Rahmenteile nach den Figuren 6
und 9.
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In allen Figuren der Zeichnungen sind gleiche Teile mit denselben
Bezugsziffern versehen. Die Zeichnungen erläutern das Verfahren der Herstellung
von tiefgezogenen Hohlkörpern aus Kunststoff an Hand von druckfeeten Zigarrenschachteln
mit Klappdeckel. Die Vorrichtung umfaßt allgemein eine 17erkseuganordnung2, die
auf einem Schlitten 3 angeordnet ist, der auf einer langgestreckten Tragkonstruktion
4 hinundherbewegbar montiert ist. Wenn diese Tragkonstruktion in der Nähe der Austrittsöffnung
einer Strangpresse 6 angeordnet ist, bildet sie eine Bahn, entlang der die Werkzeuganordnung
2 zu der Austrittaöffnung hin und von ihr weg hin- und herbewegt wird Ferner sind
Antriebsrollen 8 und 10 vorgesehen, welche die Kunststofffolie kalibrieren, die
aus der genannten Austrittsöffnung austritt. Diese Rollen 8 und 10 dienen auch zum
Vorwärtebewegen der Kunststoffolie längs einer durch die Tragkonstruktion 4 gebildeten
3ahn 12. Auf dem Schlitten sind hydraulisch betätigbare Mitte vorgeschen, welche
die Werkzeuganordnung zwecks Durchführung eines Verformungsvorganges an einem Teil
der erhitzten Folie schließen. Bei 14 angodoutete Mittel dienen zum vorärtsbewgan
der geschlossenen Werkzeuganordnung längs der genannten Bahn in einer von der Austr@@tsöffnung
wegfuhrenden Dichtung uad mit einer @@schwindigkeit. die @@@ähernd der Aus-@@@@ttsgeschwindigkeit
des Kunststoffes aus der austr@ttsöffnung
entspricht. Auf dem Schlitten
sind ferner Mittel vorgesehen, welche die Werkzeuganordnung von dem Teil aus Kunststoffolie
trennen, nachdem die Werkzeuganordnung über eine vorbestimmte Strecke bewegt worden
ist, so daß dieser Teil die ihm durch die Verformung erteilte Gestalt beibehält,
und welche die Werkzeuganordnung schnell längs der genannten Bahn in die ausgangsstellung
zurückstellen, in der die Werkzeuge.nordnung an einem folgenden Teil der Folie angreift.
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Insbesondere umfaßt die Vorrichtung eine uebliche Strangpresse 16
mit einer Heizkammer 18, einem Aufgabebehälter 20 zur Zuftihrung von pulverförmigem
Kunststoff zu einer Eintrittsöffnung der Heizkammer, und eine (nicht gezeigte) Schnecke
zum Fördern von erhitztem Material aus der Kammer und zum Herausdrücken des Materials
durch eine die Austrittsöffnung 22 der Strangpresse bildende Strangpreßdüse unter
Bildung einer Folie Diene Austrittsöffnung ist im oberen Teil der Strangpresse vorgesehen,
und die Strangpresse ist so angeordnet, daß siuh die stranggepreßt Folie von der
Duse längs der Bahn 12 vertikal abwärts bewegt. Die Vorrichtung wirkt auf aufeinanderfolgende
Teile der aus der Strangpresse austretenden, erhitzten Kunststoffolie ein0 Zu diesem
Zweck ist ein Rahmen 24 vorgesehen, der aus zwei gleichen, rechteckigen Teilen 26
und 28 besteht, die auf einander entgegengesetzten Seiten der Bahn angeordnet ist,
auf der die erhitzte Kunststofffolie durch die Vorrichtung wandert. Die Teile 26
und 28 des Rahmens 24 sind an ihren @chken auf je einer Kolbenstange von nich@ gezeigten
p@@mati@ch betätigten Kolbent@ieben montiert. deren Zylinder @@@@ Seit@@@@@tten
des @@@@@ttens montiert mind.
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Infolgedessen sind die Rahmenteile 26 und 28 zusammen mit dem Schlitten
3 in der Längsrichtung der Vorrichtung hinundherbewegbar. Die Rahmenteile 26 und
28 sind ferner mit Hilfe der ihnen zugeordneten pneumatischen Kolbentriebe quer
zu der Folie zwischen einer inneren Stellung, in der die Rahmenteile miteinander
korrespondieren und einen Teil der erhitzten Folie um den ganzen Umfang dieses Teils
herum einspannen, und einer äußeren Stellung bewegbar, in der sich die Rahmenteile
auf entgegengesetzten Seiten der Folie in geringem Abstand von dieser befinden Die
von dem vertikal bewegbaren Schlitten 3 getragene Werkzeuganordnung 2 besitzt eine
Stempelanordnung 30 und eine Matrizenandordnung 32. Diese Teile der Werkzeuganordnung
sind auf einander entgegengesetzten Seiten der Bahn 12 engeordnet, auf der die erhitzte
Kunststoffolie durch die Vorri¢htuag wandert. Die Stempelanordnung 30 und die Matrizenandordnung
32 bestehen aus je 24 Sätzen von Elementen, die in vier horizontalen übereinanderliegenden
Reihen angeordnet sind und eine Fläche einnehmen, deren Breite im wesentlichen ebenso
groß ist wie die Breite der Rahmenteile 26 und 28, während die Höhe der Fläche im
wesentlichen der Hälfte der vertikalen Höhe der Rahmenteile entspricht. Jeder der
Teile 30 und 32 der Werkzeuganrdnung wird von einer vertikal angeordneten Preßplatte
34 getragen, die ihrerseits auf der Kolbenstange 38 eines horizontal angeordneten,
hydraulischen tolbentriebea montiert ist, dessen Zylinder an dem Schlitten 3 befestigt
ist. Jedes Matrizenelement 40 der matrizenanordnung 32 ist innen mit Hohlraum men
42 und 44 ausgebildet, die sich von der RUckseito des
Elements vorwärts
eratrecken und die Form des Körpers 46 und des Deckels 48 der druckfesten Zigarrenschachtel
mit Klappdeckel bestimmen. Gemäß Fig. 1 und 2 hat diese bekannte Zigarrenschachtel
einen Sohachtelkörper 46, dessen Gesamttiefe etwas größer ist als die Länge der
längeren Seite des rechteckigen Querschnitts des Schachtelkörpers. Auf der Stirnfläohe
und an den Seiten der Schachtel 46 ist der Schachtelkörper bei 50 abgesetzt ffir
die Aufnahme des Klappdeckels 48, der mit einem Gelenk 52 an dem freien Rand der
Rückseite des Schachtelkörpers 46 angelenkt ist. Die Ränder 54 der abgesetzten Teile
der Seitenwände des Schachtelkörpers erstrecken sich gemäß Fig. 2 von dem unteren
Rand 56 des abgeaetzten Teils der Vorderwand des Schachtelkörpers aufwärts und rUckwärts.
Bei geschlossenem Klappdeckel greifen die Ränder 56 und 54 der abgesetzten Teile
der Vorderwand und den Seitenwänden des Schachtelkörpers an komplementär ausgebildeten
Rändern 58 und 60 der Vorderwand und der Seitenwände des Klappdeckels an.
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Die Rahmenteile 26 und 28 sind in der Mitte ihrer vertikalen Höhe
mit je einem horizontalen Querstück 62 ausgebildet, das den Rahmenteil in ein oberes
und ein unteres reohteckiges Rahmenfeld teilt. Das untere rechteckige Rahmenfeld
des Rahmenteils 28 auf der dem Stempel entgegengesetzten Seite der Bahn der erhitzten
Folie ist durch vertikale und horizontale Elemente 64 und 65 weiter so unterteilt,
daß eine Anordnung von vierundzwanzig reohteokigen Ausnehmungen 66 in vier (Ibereinanderliegenden
Reihen vorhanden ist. Wenn die Stempelanordnung 30, wie nachstehend ausftthrlicher
beschrieben wird, seitlich an die erhitzte Folie engesetzt wird, durchsetzt jedes
Stempel
element eine der Ausnehmungen in dem unteren Rahmenfeld des Rahmenteils 28 auf der
der Stempelanordnung entgegengesetzten Seite der Bahn.
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Das untere Rahmenfeld des Rahmenteils 26 auf der der Stempelanordnung
zugekehrten Seite der Folie bildet nur eine einzige Ausnehmung 68, die von dem zentralen
Querstück 62, der unteren Querleiste und den unteren Hälften der vertikalen Seitenleisten
des Rahmenteils 26 begrenzt ist Die rechteckigen oberen Rahmenfelder der beiden
Rahmenteile sind einander ähnlich ausgebildet und besitzen je vier sich horizontal
erstreckende und in vertikalen Abständen voneinander angeordnete Gruppen von Leisten.
Die Leisten 70 der beiden oberen Rahmenfelder liegen einander auf entgegengesetzten
Seiten der vertikalen Bahn 12 der erhitzten Folie gegenüber.
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Jede Gruppe der Leisten 70 besitzt eine obere Leiste 72, welche der
Bahn der erhitzten Folie einen verttngten Rand 74 zukehrt, sowie eine untere Leiste
76, welche der Bahn der erhitzten Folie eine Reihe von sechs Paaren 78 von rechteckigen,
ebenen Stützflächen zukehrt. Gemäß Fig. 11 wird jedes Stützflächenpaar 78 von einem
U-förmigen Teil 80 gebildet, dessen Bug 82 mit der Leiste 76 verschraubt ist, während
die Schenkel 84 des Teils 80 sich von dem Bug 82 weg verjüngen und an ihren von
dem Bug 82 entfernten Enden die rechteckigen Stützflächen 78 bilden, Wenn die Rabmenteile
26 und @8 an der Folie angreife@, berühren die Leisten 70 die Polfe längs der Ränder
74 und an den Stützflächen 78 und bewirden eine örtlicha Abkühlung
der
Folie und eine Erhöhung der Steifigkeit der Folie an den abgekuhlten Stellen. Wenn
die Folie mit Hilfe der Stempelanordnung 30 und der Matrizenanordnung 32 verformt
worden ist, werden die Stempelanordnung und die Matrizenanordnung und die Rahmenteile
26 und 28 von der Folie abgezogen, In dem darauffolgenden Verformungsvorgang werden
diese Teile wieder an die Folie angesetzt, so daß jener Teil der Folie, der beim
ersten Verformungsvorgang zwischen den Leisten 70 der oberen hahmenfelder angeordnet
war und durch sie gekühlt worden ist, nach dem erneuten Angriff zwischen den unteren
Rahmenfeldern eingespannt wird. In dieser Stellung besitzt Jeder Teil der Folie,
der in einer der vierundzwanzig Ausnehmungen 66 des unteren Rahmenfeldes 28 angeordnet
ist, das sich auf der der Stempelanordnung 30 entgegengesetzten Seite der Folie
befindet, drei örtlich gkühlte Teile, und zwar einen horizontalen, langgestreckten,
örtlich gakühlten Teil und darunter zwei horizontal im Abstand voneinander angeordnete.
örtlich gekühlte, kleine rochteckige Flächen. Wie nachstehend beschrieben wird,
unterstützt das Vorhandensein des horizontalen, langgestreckten, örtlich gekühlten
Teil9 die faltenlose Verformung der Folie an jedem Element der Stempelanordnung,
während die örtlich gekUhlten, kleinen roehtXcklgen Flächen dazu beitragen, daß
die Folie bei ihrer Überführung von der Stempelanordnung auf die Matrizenanordnung
eine im wesentlichen gleichmäßige Wandstärke hat.
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Die der Folie zugekehrten Flächen der Teile 80 und der Leisten 70
sind mit einam Material wie beispielsweise Tefl@@ übernogen, @@mit die Folie nicht
a den Leisten ankleben kann.
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Die Matrizenelemente 40 der Matrizenanordnung 32 sind auf der Vorderseite
der Vorrichtung angeordnet und besitzen Je ein im Querschnitt rechteckiges, vorderes
Glied 90, das mit Schrauben an der Rllckseite der vertikal angeordneten, horizontal
hin-und herbewegbaren Preßplatte 34 befestigt ist. Diese Preßplatte wird, wie vorstehend
angegeben wurde, durch einen hydraulischen Kolbentrieb bewegt. Auf einer Rückfläche
des vorderen Gliedes sind zwei komplementäre Teile 92 und 94 angeordnet. Der Teil
92 ist beispielsweise mit nicht gezeigten Schrauben an dem vorderen Glied 90 befestigt.
Der Teil 94 ist an der Kolbenstange eines nicht gezeigten Kolbentriebes befestigt,
dessen Zylinder auf der Rttckseite der vertikal angeordneten Preßplatte 34 montiert
ist, an der das vordere Glied 90 des Matrizenelemente befeetigt ist. Die Betätigung
des pneumatischen Kolbentriebes bewegt die beiden komplementären Teile 92 und 94
und die nachstehend beschriebenen, an diesen kompleunteren Teilen befestigten Teile
etwas auseinander oder zusammen. Die Trennung der komplementären Teile 92 und 94
erfolgt an den eich von vorn nach hinten, d,h, in der Längsrichtung des Stempelelements,
erstreckenden Flächen 96 und 98 dieser Teile.
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Eine Trennung ist notwendig, weil das Stempelelement zur Formung der
abgesetzten Teile 50 der Schachtel hinterschnitten ist und daher eine Trennung zweckmäßig
ist, um das Auswerfen der fertigen Schachtel aue dem Stempelelement zu erleichtern.
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Die Trennung ist jedoch nicht unbedingt erforderlich.
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Wenn die beiden komplementären Teile aneinanderliegen, bilden eie
eine vertikale, gegtufto, hintere Fläche 100. In dem hinteren ebenen Teil 102 dieser
gestuften Fläche ist der vorwärtsgerichtete
Hohlraum 44 und in
dem vorderen ebenen Teil 104 ist der Hohlraum 42 ausgebildet. Diese Hohlräume entsprechen
den von den Mündungen entfernten Teilen des schachtelkörpers und des Klappdeckels
der Schachtel. Der dem Schachtelkörper entsprechende Hohlraum 42 ist zum Teil in
einem der beiden komplementären Teile und zum anderen Teil in dem anderen komplementären
Teil angeordnet.
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Auf dem ebenen Teil 102 der gestuften Filohe 100, in welcher der
Hohlraum 44 ausgebildet ist, der einem Teil des Klappdeckels der Schachtel entspricht,
ist ein Teil 106 montiert, welcher die Form der Mündung des Klappdeckels bestimmt
und zu diesem Zweck auf drei Seiten mit Schneiden 108 und auf der vierten Seite
mit einem ebenen Teil 110 ausgebildet ist, der einen Teil des Gelenk. 52 ausbildet,
das den Klappdeckel mit dem Schachtelkörper verbindet, Auf dem ebenen Teil 104 der
gestuften hinteren Fläche 100 der beiden komplementären Teile 92 und 94, in dem
der Hohlraum 42 ausgebildet list, der dem von der Mündung entfernten Teil des Schachtelkörpers
46 entsprioht, sind zwei Sätze von Teilen 112 und 114 montiert, die zusammen den
Mündungsteil des Schachtelkörpers 46 formen. Der Satz 112 ist an dem Teil 92 und
der Satz 114 an dem Teil 94 befestigt. Jeder dieser Sätze von Teilen ist auf seiner
Innenfläche entsprechend dem von dem Klappdeckel 48 berührten, abgesetzten Teil
50 dea Sohachtelkörpers hinterschnitten.
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Jener Satz 112, der an dem Teil 92 befestigt ist, in dem der dem
Klappdeckel entsprechende Hohlraum 44 ausgebildet ist, besitzt in seiner hinteren
Fläche einen ebenen Teil 116,
der dieselbe Ausdehnung hat wie der
ebene Teil 110 des Teiles, welcher der Mündung des Klappdeckels entspricht. Diese
ausdehnungsgleichen ebenen Teile bilden zusammen das Gelenk aus, welches den Klappdeckel
und den Körper der Schachtel miteinander verbindet.
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Die, beiden Sätze 112 und 114 bilden nicht nur das Gelenk aus, sondern
sind an ihren hinteren Rändern mit Schneiden versehen, die zusammen der Mündung
des Schachtelkörpers entsprechen. Zu diesen Zweck sind Fn den Seiten des Schachtelkörpers
Schneiden 118 vergesehen, die quer zu der Tiefe des Schachtelkörpers gerichtet sind.
An dem dem Klappdeckel benachbarten Teil des Schachtelkörpers sind zwei einander
entgegengesetzt geneigte Schneiden 120 vorgeschen, die je ein Ende der Schneide
an der Seite des Schacchtelkörpers mit einem Ende des das Gelank ausbildenden, flachen
Teils 116 verbinden. Auf der verbleibenden Seite des. Schachtelkörpers sind drei
Schneiden 122, 124. und 126 vorgesehen, von denen zwei, nämlich 122 und 124, einander
entgegengestzt geneigt sind und von deden jede am einen Ende, mit einem Ende, einer
schneide 118 auf der Seite des Schachtelkörpers, und am anderen Ende. mit einem
Ende der schneide 126 auf 4r genannten verbleibenden Seite des Schachtelkörpers,
verbunden sind, die sich quer zur Tiefe der Schachtel @rstreckt.
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In dem matrisenelement sind mehrere, nischt gezeigte Kanäle ausgebil@@t,
die ins In@@re der Hchlräum@ 44 und 42 fähr@@@, die den D@@@@l und Körper der Schachtel
@ntsprechen.
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@@@@@@@ die@@@@@ kanäle, kann, @@@ft. ven, siner. Druckluftquelle
in die @@@@@@@@@@@@ @@@@@@@@@ und, mit @@@er @@@@@@@@per, ven i@@@@@ abgesaugt
werden.
Die Druckluftquelle und die Vakuumpumpe werden durch einen Kolbenschieber wahlweise
mit den Kanälen verbunden, die zu den Hohlräumen 42 und 44 fUhren. Der Kolben dieses
Schiebers kann aus einer neutralen Stellung in Stellungen bewegt werden, in denen
die Druckluftquelle oder die Pumpe mit den Kanälen verbunden ist. Die Bewegung des
Schieberkolbens wird durch Mikroschalter gesteuert, die an ausgewählten Stellen
der Bahn des sich abwärtsbewegenden Schlittens 3 angeordnet sind.
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Jedes Stempelelement der Stempelanordnung 30 besteht aus einer Anordnung,
die ein im Querschnitt rechteckiges, hinteres Glied 130 besitzt, das auf der Vorderfläche
der vertikal angeordneten Preßplatte 34 befestigt ist, die horizontal hinundherbewegbar
ist und zu diesem Zweck von der Kolbenstange eines horizontal angeordneten Kolbentriebes
getragen wird0 Der Zylinder dieses Kolbentriebes ist an dem Schlitten 3 befestigt.
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Der hintere Teil 130 jedes Stempelelements ist mit einer elektrischen
Heizpatrone versehen.
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Auf der Vorderfläche des hintern Gliedes 130 des Stempelelements
ist ein Glied 132 montiert, das auf seiner Vorderfläche mit einem massiven Vorsprung
134 ausgebildet ist, der schräge Seitenflächen 136 besitzt, an denen die Schneiden
108 und 118-126 des Matrizenelements angreifen, wenn das Stempeleloment vollständig
in das Matrizenelement eingeführt ist.
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Der massive Vorsprung 134 hat eine nach vorn gekehrte Plitohe 139
mit einem flachen Teil 138 und einem geneigten.
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Teil 140. Der geneigte Teil tragt einen ersten Stempelzapfen 142,
der einen rechteckigen Querschnitt hat und bei der Schließbewgung
des
Stempelelements und des Matrizenelements in dem Klappdeckelhohlraum 44 des Stempelelements
angeordnet ist. Die ebene Fläche 138 trägt einen zweiten Stempelzapfen 144, der
ebenfalls einen rechteckigen Querschnitt hat und in der Schließstellung des Stempel-
und des Matrizenelements in dem Hohlraum 42 des matrizenelements angeordnet ist,
welcher dem Schachtelkörper entspricht.
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Wenn die Stempelelemente so an der Folie angreifen, daß Jedes dieser
Elemente durch eine Ausnehmung 66 des unteren Rahmenfeldes des Rahmenteils 28 vorsteht,
der auf der den Stempelelementen entgegengesetzten Seite der Bahn 12 der Folie angeordnet
ist, erstrecken sich die horizontalen, langgestreckten, örtlich gekühlten Teile,
die während des unmittelbar vor hergehenden Verformungsvorganges mit Hilfe der Ränder
74 gekUhlt wurden, parallel zu und zwischen den beiden Stempelzapfen 142 und 144
des zugeordneten Stempelelements.
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Die Hohlräume in jedem Matrizenelement haben beträchtlich größere
Abmessungen als die beiden Stempel zapfen auf Jedem Stempelelement. In der Schließstellung
der Elemente ist jeder Stempelzapfen so angeordnet, daß seine Seitenflächen annähernd
in gleichen Abständen von den entsprechenden Seiten wänden des Hohlraums angeordnet
sind.
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Wie in dem latrizenelement sind auch in den' Stempelzapfen 142 und
144 des Stempelelements Kanäle vorgesehen, durch die tuft daoa Innern des Kunststoffhohlkörpers,
der sich auf dem Stempelelement befindet, zugefflhrt und von ihm abgesaugt werden
kann. Zu diesem Zweck sind eine Druckluftquelle und ine Vakuumpumpe über einen Kolbenschieber
mit den Kanälen in
den Stempelzapfen 142 und 144 verbunden. Der
Kolben des Schiebers kann aus einer neutralen Stellung in Stellungen bewegt werden,
in denen er die Kanäle in den Stampelzapfen wahlweise mit der Druckluftquelle oder
der Saugpumpe verbindet. Diese Bewegung des Kolbens wird durch Mikroschalter gesteuert,
die von dem Schlitten 3 an gewählten Stellen seiner Abwärtsbewegung betätigt werden.
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Zwischen Jenen Flächen des Stempelelements, an denen die beiden Stempelzapfen
vorgesehen sind, befindet sich eine ebene Fläche 148, die in der Schließstellung
des Stempelelements und des Matrizenelements in geringem Abstand von den ausdehnungsgleichen
ebenen Teilen 110 und 116 des Matrizenelements angeordnet ist, 80 daß das Gelenk
52 zwischen dem Schachtelkörper und dem Klappdeckel gebildet werden kann.
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Im Betrieb der Vorrichtung tritt die heiße Kunststofffolie aus der
Austrittsöffnung 22 der DUse der Strangpresse 6 aus und gelangt dann zwischen die
horizontal angeordneten Rollen 8 und 10, von denen sie längs der Bahn vertikal abwlirts
bewegt wird.
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Die rechteckigen Rahmenteile 26 und 28 bewegen sich mit der Geschwindigkeit
der Folie mit dem Schlitten 3 abwärts und werden dann mittels ihrer pneumatischen
Kolbentriebe seitwärtsbewegt, so daß sie einen Teil der heißen Kunststoffolie zwischen
sich einspannen. In dieser Phase wird der obere Teil des eingespannten Teils der
Folie durch die die Folie bertihrenden Teile der Stäbe 70 örtlich gekühlt. Danach
wird die St$:npelahordnung 30, die sich zusammen mit der Matrizenanordnung 32 mit
derselben Geschwindigkeit wie die Folie abwärtsbewegt, durch den ihr zugeordneten
und auf dem Schlitten 3 befindlichen, hydraulischen Kolbentrieb be
tätigt
und seitlich gegen den unteren Teil des eingespannten Folienteils bewegt. Dieser
untere Teil war während des vorhergehenden Arbeitsspiels örtlich gekühlt worden.
Bei dieser Bewegung verdrängt der zweite Stempelzapfen 144 Jedes Stempelelements
die Kunststoffolie seitwärts durch die entsprechende Ausnehmung 66 der vierundzwanzig
Ausnehmungen in dem unteren Rahmenfeld des Rahmenteils 28, so daß in der Kunststoffolie
über Jedem Stempelelement 30 eine allgemein pyramidenförmiger Hohlraum gebildet
wird, der infolge der Anlage der Folie an vorderen Umfangsrändern des Stempelelements
geschlossen iat. Das in dem Stempelelement angeordnete Heizelement erhitzt das Stempelelement
so weit, daß eine beträchtliche etliche Abkühlung der Folie durch die BerUhrung
mit dem Stempelelement verhindert wird. In diesem Zeitpunkt wird durch die in Jedem
Stempelelement 30 vorgesehenen Kanäle Luft aus dem geschlossenen Hohlraum abgesaugt,
so daß der Folienteil abwärts gegen die beiden Stempel 142 und 144 gesaugt wird
und sich somit der Form des Stempelelements satt anpaßt. Während der Evakuierung
des Hohlraums wird die auf das Stempelelement zu führende Bewegung der Folie so
gesteuert, daß eine Bildung von unerwünschten Falten verhindert wird, weil in der
Folie der örtlich gekühlte, langgestreckte Teil vorhanden list, der zu den Stempelzapfen
142 und 144 des Stempelelements parallel ist und sich zwischen ihnen befindet.
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Der auf dem Schlitten 3 befindliche Kolbentrieb, der eine Seitwärtsbewegung
des Matrizenelements 32 bewirkt, wird dann so betätigt, daß die Matrizenanordnung
32 1@ die Schliexstellung gegenüber der Stempelanordnung gelangt. dadurch, daß die
Folie gegen das Stempelelement $gezogen wurde, che das Matrizenelement
seine
Seitwärtsbewegung ausführt, wird gewährleistet, daß eine maximale Menge Kunststoffolienmaterial
von im wesentlichen gleichmäßiger Dicke in die Hohlräume des Matrizenelements eintritt.
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Der nächste Schritt in dem Verfahren besteht in der Überführung der
verformten Teile der Folie von den Stempelelementen auf die Matrizenelemente. Zu
diesem Zweck wird Druckluft in die Kanäle des Stempelelements eingeleitet und gleichzeitig
Luft durch die Kanäle des Matrizenelements abgesaugt. Der auf diese Weise auf entgegengesetzten
Seiten der verformten Teile der Folie erzeugte Druckunterschied bewirkt, daß die
Folie von den Stempelelementen gelöst wird und sich der Form der Hohlraum me in
den Matrizenelementen anpaßt. In diesem Teil des Verfahrens bewirkt die Druckluft,
die durch das Stempelelement zugeführt wird, ein Härten des Kunststoffs in den verformten
und überfüyhrten Teilen. Während der t!berführung der verformten Teile der Folie
von den Stempelelementen auf die Matrizenelemente verhindern die beiden Jedem Stempelelement
zugeordneten, örtlich abgekühlten, rechreckigen Teile der Folie eine beträchtliche
Schwächung der Wandstärke im Bereich der Ecken des zweiten Stempelzapfens 144, so
daß die überführten Foliente U e eine einheitlichere Wandstärke haben. In dieser
Phase des Verfahrens werden die geformten Schachteln von dem sie umgebenden Folienmaterial
abgeschnitten und erfolgt eine weitere Betätigung der Kolbentriebre, welche die
Seitwärtsbewegung der Stempel- und Iatrizenanordnung bewirken, so daß diese Anordnung
noch mehr geschlossen werden und daher eine Durchbiegung der die Stempel-und dio
Matrizenaaordn£ tragenden Preßplatten 34 erfolgt.
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Infolgedessen durchdringen die Schneiden Jedes Werkzeugelements die
Folie.
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Nach dem Abschneiden der Schachteln von dem sie umgebenden Folienmaterial
werden die Werkzeugelemente 30 und 32 und die Rahmenteile 26 und 28 von den ihnen
zugeordneten Kolbentrieben, die auf dem Schlitten 3 angeordnet sind, in die Rllckzugstellung
bewegt. Infolge der Hinterschneidung in jedem Matrizenelement befindet sich Jede
abgetrennte Schachtel Jetzt in ihrem Matrizenelement. Zum Auswerfen der Schachteln
werden die beiden komplementären Teile 92 und 94 Jedes Matrizenelements durch die
Betätigung des für diesen Zweck vorgesehenen, vertikal angeordneten Kolbentriebes
etwas voneinander getrennt. Dann wird die Luft durch die Kanäle in die Hohlräume
42 und 44 Jedes Matrizenelements eingeleitet, so daß die geformten Schachteln aus
den zugeordneten Matrizenelementen herausgeblasen werden und auf eine Rutsche 200
(siehe Fig. 4) gelangen.
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Schließlich werden in dem Verfahren die auf dem Schlitten 3 angeordneten
Werkzeugelemente und Rahmenteile, die während des Verfahrens mit der Folie abwärtsbewegt
wurden, rasch zu einem oberen Teil der Maschine zurückbewegt. Dann werden die Teile
92 und 94 mit Hilfe des ihnen zugeordneten, pneumatischen Kolbentriebes geschlossen,
worauf das Wrbeitsepiel wiederholt werden kann. In dem darauffolgenden Arbeitaspiel
befindet sich Jener Teil der Folie, der in dem beschriebenen Arbeitsspiel örtlich
gekühlt worden ist, zwischen den unteren Rahmenfeldern der Rahmenteile und zwischen
den Stempel- und Matrizenanordnungen. Die Kunststoffolie, von der die Schachteln
abgetrennt worden sind, wird durch weitere Aetriebsrollen
in dem
Unterteil der Tragkonstruktion vertikal abwärtsbewegt, dann granuliert und zum Eintritt
der Strangpresse hochgefördert.
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Die Anordnung und Wirkungsweise des hydraulischen Systems der Vorrichtung
ist nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung. Dieses System bewirkt auch das
Schließen der Rahmenteile 26 und 28 gegen die Folie, das Evakuieren der mittels
des Stempel elements in der Folie gebildeten, geschlossenen Hohlräume, das Trennen
der komplementären Teile 92 und 94, das Öffnen der Rahmenteile 26 und 28 und das
Schließen der Teile 92 und 94. Alle diese Arbeitsvorgänge in dem Arbeitsspiel werden
durch Mikroschalter eingeleitet, die während der Abwärtabewegung des Schlittens
in vorbestimmten Stellungen desselben betätigt werden und die Funktion von zugeordneten
Kolbenschiebern steuern.
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Die Erfindung kann natürlich auch auf andere tiefgezogene Gegenstände,
beispielsweise zur Herstellung von Milchflaschen, angewendet werden.