DE1479245A1

DE1479245A1 - Verfahren zur Fabrikation von duennwandigen Behaeltern aus thermoplastischem Material und Einrichtung zu seiner Verwirklichung

Info

Publication number: DE1479245A1
Application number: DE19621479245
Authority: DE
Inventors: Ernest Ackermann; Maurice Hoffer; De Bellet Jean-Jayque Roissard; Andre Uldry
Original assignee: Hoffco SA
Current assignee: Hoffco SA
Priority date: 1961-10-09
Filing date: 1962-10-02
Publication date: 1969-07-03
Also published as: GB972488A; NL124747C; ES283133A1; ES281325A1; BE623062A; CH375138A; FR1344338A; NL283735A; AT255746B; US3514509A; LU42432A1; DK107385C

Description

DR.-ING FRED MAYER

459/9440 BS

r*TINA

BKRLIN-DAHLEM OTMMWB· if

2.Oktober 1962

Pa tentanmeldung

der PIrna

HOFFCO S.A.

Genf (Schweiz)

Verfahren zur Fabrikation von dünnwandigen Behältern aus thermoplastischem Material und Einrichtung zu seiner Verwirklichung.

Gegenstand vorliegender üJrfindung ist ein Verfahren zur Fabrikation von dünnwandigen Behältern aus thermoplns ti schein Mater.IaJ., demzufolge eine Folie aus plastischem Materia) durch Krhßhunf: ihrer Temperatur formbar percacht wird und weiches dadurch {lekonnzeichnet ist, dass man die Folie duroh Einführung

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einee Stempels in eine Matrise mechanisch Ortlich in der Fora verändert, wobei die Aushöhlung der Matrize eine de« fertiggestellten Behälter entsprechende Port» aufweist und das swisehen dem Stempel und der Matrise befindliche plastische Material mindestens teilweise duroh Strecken desselben »wischen «wei gleichseitig wirkenden gasförmigen Kissen bis sur Erreichung eines Behälters formt, der denjenigen des fertigen Behälters angenäherte Auemaase aufweist» dann die formgebung duroh Ausschalten des äusseren gaefOrmigen Kissens beendet, ua das plastische Material unter der Wirkung des* inneren gasfOralgen -Kissens gegen die fände der Aushöhlung anzupressen, und endlich den fertigen Behälter nach Rüokiug des Stempels auswirft·

Gegenstand vorliegender Erfindung ist auch eine Einriohtung zur Verwirklichung des beschriebenen Verfahrens, welche eine Einrichtung zur thermischen Formgebung umfasst, die mit einer Vorrichtung sur Einstellung einer Folie aus thermoplastischem Material, einer Heizvorrichtung für mindestens einen Teil dieser Folie aus plastisohea Material, mindestens einer Matrise und mindestens einem mit dieser Matrise susammenarbeitenden Steapel ausgestattet ist, welche dies- und jenseits der Folie aus plastischem Material angeordnet sind, welche Einrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass die Matrize und der Stempel, ein jeder eine Injektionsvorrichtung für ein gasförmiges Fluj,-duc umfasst, so dass alndestens während ainem Teil des Zyklus der loragebuzig eines Behältars das plaotisohe Materiel sich awieohen zwei gasförmigen Kissen befindet und dass diese Einrichtung eine Steuervorrichtung umfasst, welche unter anderem

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die Geschwindigkeiten und die Ausschläge der reia-iven Verschiebungen dee Stempels und der Matrize gegenüber der Folie auB plastischem Material gemäss einer von der Form dea zu bildenden Behälterβ und der äusanmieneetzung dea gebrauchten plastischen Materials abhängigen Funktion, sowie die Speisung der Injektionsvorrichtungen mit gasförmigem Fluidum kontrolliert.

Beiliegende Zeichnung zeigt schematiach und beispielsweise eine Aueftthrungeform der beschriebenen Einrichtung.

Pig. 1 ist ein Schema, welches die hauptsächlichaten elektro-mechaniach-pneumatißchen Verbindungen zeigt, die zwischen den verschiedenen Teilen der Einrichtung bestehen.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt gemäse der Linie II-II der Fig. 3» einen Stempel und eine Matrize.

Fig. 3 ist ein Schnitt der Matrize gemäss der Linie III-III der Fig. 2.

Fig. 4 - θ zeigen verschiedene relative Stellungen der Stempel und der Matrizen einer Einrichtung im Verlauf eines Arbeitszvklua der formgebung der Behälter.

Das Verfahren zur Fabrikation von dünnwandigen Behältern aus thermoplastischem Material gemäss der Erfindung besteht darin, eine Folie aus thermoplastischem Material durch Erhöhung der Temperatur derselben dehnbar und formbar zu machen, dann diese dehnbar gemachte Fo3ie mit Hilfe eines sich gegenüber einer Matrize verschiebender; Stempels mechanisch örtlich in der Form zu ändern, wobei die Aushöhlung dieser Matrize die Form eines fertigen Behälters aufweist. Weiterhin streckt man die 'plastische Kasse mindestens während einem Teil der relativen

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Verschiebung des Stempels gegenüber der Matrize zwischen zwei gasförmigen Kissen bije aur Erreichung eines Behälters der denjenigen des fertigen Behälters angenäherte Ausmasse aufweist.

Dieses besondere Strecken gestattet Wandstärken des Behälters zu- erhalten, die praktisch konstant sind. In der Tat kann keine Reibung oder Örtliches Erhärten der plastischen Masse unter dem Einfluss eines Ortlichen Wärmererlustes stattfinden, da die plastische Masse zwischen zwei gasförmigen Kissen verformt wird. Die Hatur des für diese gasförmigen Kiesen angewandten gasförmigen Fluidums wird besonders durch die angewandte plastische Masse bestimmt. Immerhin wird man in der Mehrzahl der Anwendungen Pressluft gebrauchen, deren Druck und Temperatur unter anderem in Funktion der Form des fertigen Behälters und der angewandten plastischen Masse bestimmt werden.

Dann, wenn der so geformte Behälter, die d«n Ausmasβen des gewünschten fertigen Behälters angenäherten Masse aufweist, wird nur noch das innere gasförmige Kissen aufrecht erhalten, um die plastische Masse gegen dl· Wände der Matrize anzudrücken und gibt in dieser Weise dem Behälter seine endgültige Form.

Um endlich die Arbeitsgänge eines Fabrikatlonszyklus eines Behälters zu beendigen, wirft man, nach Rückzug des Stempels, den geformten Behälter durch die Oeffnung, die für das Eindringen des Stempels vorgesehen ist, aus der Matrize hinaus.

Wenn man Behälter zu fabrizieren wünscht, welche umgekehrte kegelstumpfartige Formen oder solche mit umgekehrten Verjüngungen aufweisen, muss man vor dem Auswurf des geformten Behälters eine radiale Ausdehnung der Matrize vorsehen, um den axia-

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len Auewurf des fertigen Behälters zu gestatten.

Dieses Fabrikationsverfahren kann auch einen zusätzlichen dazwischenliegenden Arbeitsgang umfassen, der in irgendeinem Zeitpunkt des Teiles des Fabrikationszyklus währenddem der Stempel in die Matrize eingeführt wird, vorgenommen werden,kann, das heisst am Ende der Torformung, während der formung oder nach der endgültigen formung. Dieser zueätzliohe Arbeitsgang besteht in der Trennung des fabrizierten Behälters oder mindestens des Teiles der plastischen Masse, der zur Fabrikation des Behälters dient, von der Folie der thermoplastischen Masse*

Diese Trennung des geformten Behälters von der Folie ist sehr wiohtig, denn sie gestattet eine rationelle Fabrikation ohne Wiederaufnahme der Behälter.

Für eine selbsttätige fortläufende Fabrikation von Behältern muae man zwischen jedem Fabrikationszyklus der Behälter die Erneuerung der Folie des plastischen Materiales vorsehen. Dies kann auf sehr einfache ffeise verwirklicht werden, wenn die Folie des plastischen Materialee die Form eines Bandes aufweist. Ee genügt dann in der Tat, dieses Band aus plastischem Material zwischen jedem Fabrikationezyklus der Behälter nachzuziehen, damit ein nicht gebrauchter Teil desselben zwischen den Stempel und die Matrize zu liegen kommt.

Dieses Fabrikationsverfahren von Behältern weist-gegenüber den zur Zeit bestehenden J* abrikat ions verfahren folgende wesentliche Vorzüge auf:

1. Erlangung von dünnwandigen Behältern, welche eine konstant· Wandstärke aufweisen, die bis auf 1/10 mm sinken kann.

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2. Erlangung von Behältern, welche streng zylindrische, umgekehrt kegelstumpfartige Formen, umgekehrte Verjüngungen, Aufschriften jeder Art, Verzierungen ubw. aufweisen.

3. Erlangung von fertigen Behältern ohne Wiederaufnahme, da die Trennung des geformten Behälters von der Folie aus plastischem Material während dem Formungszyklus des Behälters durchgeführt wird.

4. Erreichung eines sehr hohen Streckverhältnisses der Folie aus plastischem Material. In der Tat ist es dank der Konstanz der Wandstärke des Behälters möglich, die für einen Behälter verfügbare Hasse an plastischem Material äusserst rationell auszunützen.

5. Bank der Tatsache, dass die plastische Masse zwischen zwei gasförmigen Kissen gestreckt wird, ist es nicht erforderlich die Matrizen zu erhitzen. Es ist selbst gut, dass diese Matrizen kalt sind, um ihre Verschmutzung zu vermeiden und die Abkühlung des fertigen Behälters zu verbessern, damit die für einen Formungszyklus erforderliche Zeit verkürzt wird.

Vorliegende Erfindung hat auch eine Einrichtung für die

Verwirklichung des beschriebenen Verfahrens zum Gegenstand. Diese Einrichtung umfasst eine Einrichtung für die thermische Formgebung, welche eine Vorrichtung für die Einstellung einer Folie aus plastischem, in der Wärme formbaren Material und eine Vorrichtung zum Erhitzen mindestens eines Teiles dieser Folie aus plastischem Material aufweist. Dieso beiden Vorrichtungen nur Einstellung und zum Erwärmen der Folie aus plastischem Material sind aus bekannten Vorrichtungen gebildet und werden in der Figur 1 nur sehr schematise!* gezeigt.

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Die Vorrichtung, zur Einstellung wird in dem gezeigten Beispiel einerseits durch eine Vorrichtung zum schrittweisen Antrieb der folie aus plastischem Material, und andererseits duroh einen Rahmen zur Befestigung der genannten Folie gebildet. Die Antriebevorrichtung weiset einen zur Aufnahme einer Rolle 2 einer Folie aus plastischem Material bestimmten Tröger 1, sowie Antriebsmittel 3 auf, welohe die genannte Folie antreiben und mit Hilfe eines Blektromotores 4 in Umdrehung angetrieben werden, dessen Unterspannungsetzung durch einen Schalter b von Hand gesteuert wird. Bekannte Mittel sind vorgesehen, damit die Folie aus plastischem Material zwischen der Rolle 2 und den Antriebsmitteln 3 angespannt ist.

Der Hahnen zur Befestigung 6 gestattet, die Folie aus plastischem Material F während der Formgebung von mindestens gewissen Teilen derselben in einer bestimmten Stellung au halten.

Die Vorrichtung zum Erhitzen der Folie F aus plastischen Material wird durch Heizkörper 7, zum Beispiel durch Infrarotheizkörper gebildet, welche längs der genannten Folie F angeordnet sind und deren Einschaltung durch einen Schalter ö gesteuert wird.

Diese Einrichtung umfasst noch in gleicher Weise wie die bekannten Einrichtungen zur thermischen Formgebung mindestens einen Stempel y und mindestens eine Matrize 10, welche miteinander zusammenarbeiten und dies- und jenseits der Folie F aus plastischem Material angeordnet sind. In dem gezeigten Beispiel werden diese Stempel 9 und diese Matrizen IU durch männliche beaieiiungsweise weibliche 12 Formtrögörblöcke getragen. In dem

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geKelgtert Beispiel sind diese mäüijliolien IX und weiblichen 12 Fcrmträgörbiücke gegenüber <iem Aufbau der Einrichtung für thermische FgUmgebung in einer horizontalen Ebene gleitend montiert

•Jeder der l'Ormträgerblöcke 11, 12 ist mit einer Betätigungsvorrichtung ausgestattet, welche gestattet einen jeden van einer· zurliskgeaagenen, inaktiven Stellung bia in eine vorgerückte Stellung zu vorschieben, bei welcher die Stempel 9 in die entsprechenden Matrizen 10 eindringen. Diese Betätigungsvorrichtungen v/erden in dem gezeigten Beispiel durch doppelt- · wirkende hydraulische Servomotoren 13 beziehungsweise 14 gebildet, deren Kolben 15, 16 mit den Formträgerblöcken 11 beziehungsweise 12 fest verbunden sind. Diese Servomotoren 13, 14 sind duroh Vermittlung von Ventilen 17 beziehungsweise 18, abwechslungßweise mit einem unter Druck befindlichen Vorrategefäss 19 und mit dem Abfluss verbunden.

Dank diesen Ventilen 17, 18 ist es nicht nur möglich die Richtung der Verschiebungen der entsprechenden Pormträgerblöoke au bestimmen, sondern auch die Geschwindigkeit der Verschiebung durch Einwirkung auf die Durchflussmenge der Flüssigkeit unter Druck zu regeln.

JQäese einrichtung unterscheidet sich von den bekannten bestehenden .Einrichtungen dadurch, dass jeder- Stempel 9 und jede Matrize 10 mit einer Injektionsvorrichtung eines gasförmigen Fluidums ausgestattet ist und dass sie noch eine Steuervorrichtung umfasst, welche unter anderem einerseits die Ausschläge und die Geschwindigkeiten der relativen Verschiebungen des männlichen und weiblichen Formträgerblockes gegenüber der Folie

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aus plastischem Material gemüse einer Punktion, die von dar Form des fertigen Behälters und der Zusammensetzung des gebrauchten plastischen Materiaies abhängt, sowie andererseits die Speisung der I η j ekt ions vorrichtungen der Stempel und Bäa- tvlzen mit gasförmigem .Fluidura kontrolliert.

QXa Figur ? seigt einen der Stempel 9 und eine der Matriz&ia JLO, welch? von den entsprechenden Formträgerblöcken 11, 12 getragen werden. ^

Jeder Stempel 9 li.ülassi, sinan Kopf 20 aue einem Material, welches eine schwache und gleichmässige thermische Streuung ge~ währleistet, um die Temperatur des plastischen Materiaies, das mit ihm in Berührung kommt, nicht örtlich zu erniedrigen. Materialien, wie zum Beispiel Holz, Aethoxylin-, Epoxy- oder Polyesterharze können ohne Nachteil angewandt werden. Dieser Kopf 20 ist axial gegenüber einem auf dem JJOrmträgerblock 11 festangebrachten Träger 21 verschiebbar. Die Amplitude dieser axialen Verschiebung des Kopfes 20 hangt besonders von der Form des Behälters, der geformt werden soll und von der Dicke der f Folie aus plastischem Material ab, aue der dieser Behälter hergestellt werden soll.

Jeder Stempel besitzt noch eine Schneidevorrichtung, welche ein auf dem Träger 21 befestigtes, kreisförmiges Messer umfasst, dessen Schneide in einer senkrechten Ebene zur Achse des Stempels gelegen ist. Eine entgegen einer elastischen Wirkung (in dem gezeigten Beispiel durch die Federn 24) zum Träger 21 axial verschiebbare Rundscheibe liegt normalerweise in einer senkrechten Ebene zur Achse des Stempels, die sich vor derjenigen befindet, in welcher die Schneide des Messers 22 ge-

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legen ist, damit das plastische Material während der Formgebung in seiner Stellung gegenüber der Stirnseite der Matrize gehalten wird. Die genannte elastische Wirkung sucht die Rundscheibe gegen die hintere Stirnseite des Kopfes 20 zu halten.

.Jeder Stempel ist noch rait einer In;) eic ti ons vorrichtung :'?^i:r 3in gasförmiges Plu.uium ausgestattet-, welche einen kusi Träger 23. koaxiale,! ^uflussfcanal 25 uw^a^t, der zu einer oder

^ mehreren, an der Basis des Kopfes 20 des Stempels angeordneten .Dünen 26 Sutritt gewährt. Die Ausmasse, die Anzahl und die Anordnung dieser Düsen 26 werden derart gewählt, dasa eine gleichmassige Verteilung des gasförmigen Fluidums um den Stempel herum gewährleistet ist. Der Zuflueskanal 25 iet mit Hilfe eines Schiebers 28 mit einer Quelle des gasförmigen Fluidums verbunden, wobei dieser Schieber den Durchfluss des genannten gasförmigen Fluidums zu regulieren gestattet.

Jede Matrize ist im Innern einer auf den entsprechenden stempel 9 zentrierten Ausbohrung 29 des weiblichen Formträger-

w blockes 12 angeordnet.

In dem gezeigten Beispiel wird jede Matrize durch vier Stucke 30 gebildet, welche im Querschnitt die allgemeine Form •eines Kronen^ogens aufweisen. Jedes dieser Stücke 30 umfasst einen zylindrischen Mittelteil 31 von relativ geringer Dicke und vordere 52, sowie hintere 33 äussere Teile von grösserer Dicke, welche eine konische äussere Oberfläche 34 beziehungsweise 35 umfassen. Diese konischen Oberflächen 34, 35 sind mit HiXIe von Federn 36, 37, welche zwischen den an die Stücke 30 angrenzenden Teilen 32 beziehungsweise 33 angeordnet sind und

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diese Stücke voneinander entfernt zu halten suchen, mit den konischen alt dem Formträgerblock 12 etarr verbundenen Oberflächen 38 beziehungsweise 39 in Kontakt gehalten. Auf dem Formträgerblook 12 fest angebrachte Führungen 40 halten die Stücke 30 in ihren gewünschten radialen Stellungen.

Die in dieser Weise verwirklichte Matrize kann sich radial· ausdehnen, da die Stücke 30 von ihrer in der Figur 3 mit vollen Strichen gezeigten Arbeitestellung, bei welcher sie eine Aushöhlung bestimmen, deren Form derjenigen entspricht, welche M man einem Behälter zu geben wünsoht, bis in eine in der Figur 3 gezeichneten, strichpunktierten Herausnahmestellung übergehen kann. Diese radiale Ausdehnung der Matrize wird durch eine axiale Verschiebung der Stucke 30 gegenüber dem Formträgerblock 12 erhalten. In offener Ruhestellung wird die Matrize unter der Wirkung der Federn 36, 37 in ihrer Herausnahmeβteilung ausgedehnt gehalten.

Jede Matrize 10 umfasst noch einen Boden 42 im allgemeinen von zylindrischer Form, welcher eine ringförmige Kehle 43 _Λ aufweist, in welche die hinteren Teile 33 der StUoke 30 eingreifen, um in dieser Weise diesen Boden 42 mit den genannten Stucken 30 axial fest zu verbinden.

In der geschlossenen oder Arbeitsstellung der Matrize ist das hintere äuesere Ende der Mittelteile 31 der Stücke 30 gegen die peripherische zylindrische Oberfläche 44 des genannten Bodens 42 angelegt. Die Dichtigkeit zwischen diesen Stücken 30 und den» Boden 42 wird sum Beispiel durch eine Dichtung 45 gewährleistet.

Jede Matrize umfasst noch eine Auswurfvorrichtung, welche in dem gezeigten Beispiel durch einen durch Vermittlung eines Schiebers 51 mit einer Quelle einee gasförmigen FluidunB unter Druck verbundenen Kanal 50 gebildet wird.

Aueserdem besitzt noch jede Matrize eine Injektionsvorrichtung für ein gasförmiges Fluidum, welche eine am Boden 42 angebrachte und durch Vermittlung eines Schiebers 54 mit der Quelle von gasförmigem Fluidum 27 verbundene Zufuhrleitung 52 umfasst. Diese Leitung 52 speist eine oder mehrere in die Aushöhlung der Matrize ausmündende Düsen 5? mit gasförmigem Fluidum. Die Anzahl, die Ausmasse und die Anordnung dieser Düsen 53 werden derart gewählt, dass eine gleichmäeeige Verteilung dee gasförmigen Fluidums längs der Wandungen der Aushöhlung der Matrize erhalten wird.

Die Einrichtung für die Formgebunt umfasst noch eine zwischen den Stempeln und den Matrizen angeordnete Verschlussplatte 54* Diese Verschlussplatte 54 ist von Lochern 55 durchbohrt, welche den Durchgang der Stempel gestatten. Während dem Vorwärtslauf des weiblichen Formträgerblockes 12 kommen die Stirnseiten der Stücke 30 der Matrize mit einer der Seiten der genannten Verschlussplatte in Kontakt und bewirken eine axiale Verschiebung dieser Stücke 30 gegenüber dem Formträgerblock 12, welcher seinerseits das Inarbeitsstellungbringen der Matrize bewirkt, das heiest das Aufdrücken der Stücke 30 gegeneinander beziehungsweise gegen den Boden 42, um die Aushöhlung zu bestimmen, deren Form derjenigen des zu fabrizierenden Behälter entspricht .

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Endlich umfasst die erfindungsgemässe Einrichtung noch eine Steuervorrichtung, welche unter anderem die Ausschläge und Geschwindigkeiten der relativen Verschiebungen der Stempel und der Matrizen gegenüber der Folie aus plastischem Material gerades einer Punktion kontrolliert, «eiche von der Form des zu formenden Behälters und der Zusammensetzung des gebrauchten plastischen Materiales, sowie von der Speisung der Injektionsvorriciitungen, sowohl der Stempel als auch der Matrizen mit m gasförmigem Fluidum abhängt*

In dem gezeigten Beispiel wird diese Steuervorrichtung von Hand betätigt und umfasst Schieber 17, 18, welche die Kontrolle der Ausschläge und Geschwindigkeiten der relativen Verschiebungen des männlichen Formträgerblockes 11 und des weiblichen Fox-mträgerblookes 12 gegenüber der Folie aus plastischem Material, sowie der Schieber 28 und 54 gestatten, welche die Speisung der Injektionsvorrichtung der Stempel beziehungsweise der Matrizen mit gasförmigem Fluidum kontrollieren.

Endlich umfasst, in dem gezeigten Beispiel, diese Steuer- ™ vorrichtung noch einen Schieber 51, welcher die Auswurfvorrichtung und die elektrischen Schalter 5 und 8 steuert, die die Fortbewegung der Folie F aus plastischem material beziehungsweise die Heizvorrichtung dieser Folie F steuern.

£s ist zu bemerken, dass die Einrichtung keine Heizvorrichtung für die Formen, besondere der Matrizen umfasst. In der Tat gebraucht man Matrizen von niederer Temperatur, Zimmertemperatur oder noch niedrigerer in der Iahe von 0° C, um die rasche

Abkühlung dee geformten Behälters zu gestatten.

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Die Arbeitsweise der beschriebenen Einrichtung ist die folgende:

Zu Beginn dee Fabrikationszyklus, das heisst im Ruhezustand der Einrichtung befinden eich die verschiedenen Vorrichtungen der Einrichtung in folgenden Zuständen:

Die Formträgerblöcke 11 und 12 werden durch die diesbezüglichen Servomotoren 13 und 14_t deren entsprechende Kammern mit Hilfe der Schieber 17 beziehungsweise 16 unter Druck gesetzt sind, in einer zurückgezogenen, inaktiven Stellung gehalten.

Sie Matrizen befinden eich in ihrer offenen Stellung und die InJektionevorrichtungen der Stempel, sowie der Matrizen werden nicht mit gasförmigem Fluidum gespeist, da die Schieber 28 und 54 geschlossen sind.

Die Heizvorrichtungen 7 und dleae zuo. Antrieb der Polie P aus plastischem Material sind ausgeschaltet, da die elektrieohen Schalter 8 und 5 offen sind.

Immerhin befinden sich in diesen Ruhezustand der Binriohtung die Quellen 19 und 27 dee Fluidume unter Druok.

Von dieses Ruhezustand der Einrichtung auegehend eind fur die formung der Behälter aus plastischem Material folgende aufeinanderfolgende Arbeitsgänge notwendig:

1. Dae Erhitzen der Folie aus plastisohem Material (Pig.4)r

Der Benutzer eohlieast den Schalter ö, wodurch die Heizvorrichtung in Betrieb gestellt wird. Ein Teil der Folie aue plastischem Material wird so auf eine solche Temperatur erhitzt, dass sie formbar wird. Diese Temperatur ist in Abhängigkeit von

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clem ßebraucUteit Material, sowie von der Foriü dee zu formenden Behälters bestimmt. Wenn diese Temperatur erreicht iet, äff net ute:·' l'yrjützer wieder den Sohulter 8 und eetzt damit die Hei »vor-· „.•vr;l)tvi3g euessr Betrieb.

2. Die Fortbewegung der .Pclie aue plastischem Material

Der Benutzer schlieeet den Schalter 5 und bewirkt in dieser tfeiee die Ingangsetzung des Elektromotors 4 und den Antrieb ^ der Folie P durch die Rolle 3* Sobald der erhitzte Teil der Pclie F gegenüber den Stempeln und Matrizen zu liegen kommt, Offnet der Benutzer den Schalter 5 und hält so den Antrieb der genannten Folie F an*

3« Das Vorrücken des weiblichen Formträgerblookes 12t Der Benutzer kehrt mit Hilfe des Schiebers 18 die Speisung der doppelt wirkenden Servomotoren mit antreibendem Fluidum um, was das Vorrücken dieses weiblichen Formträgerblocke bewirkt. Der Zufluss des antreibenden Fluldume wird so geregelt, dass dieses Vorrücken sich mit erhöhter Geschwindigkeit vollzieht.

Im Verlauf ihrer Verschiebung treten die Stirnseiten der Stücke 30 der Matrisen mit der Verschlussplatte §4 in Kontakt, was das Sohliessen der Matrizen, wie oben beschrieben, bewirkt· Dann kommt diese Verschlussplatte 54 aa Ende des Vorrttoklaufes des weiblichen Foraträgerblookes 12 in Kontakt mit der Folie F aus plastischem Material.

4. Das Vorrüoken des männlichen Formträgerblocke (Fig.6)t Bevor der weibliche Formträgerblock am Ende des Vorrück-

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laufeB ankommt, kehrt der Benutzer mit Hilfe des Schiebers 17 die Speisung des doppeltwirkenden Servomotores 13 mit antreibendem Fluidum um, was dao Vorrücken des männlichen lOrmträgerblocks 11 bewirkt. Der Benutzer reguliert weiter,mit Hilfe des Schiebers 17 den Zufluss von treibendem Fluidum derart, dass sich das Vo:orUcken des männlichen Formträgerblocks zuerst mit einer geringen Geschwindigkeit, dann beschleunigend vollzieht, um S3 Ende des Laufes au einer erhöhten Geschwindigkeit zu kommen.

5. Die Formung des Behälters (Fig. 7):

a) Der mannliche Formträgerblock 11 bewirkt bei seinem Vorrücklauf das Eindringen des Stempels 9 in das Innere der Matrize 10. Immerhin trifft ein Stempel bevor er in die Matrize eindringt auf die Folie F aus plastischem Material und verformt dieselbe örtlich mechanisch.

b) Sobald diese örtliche mechanische Verformung der Folie F ein axiales Ausmass erreicht, welches zwischen einigen Millimetern und einigen Zentimetern inbegriffen sein kann, öffnet der Benutzer den Schieber 54 und bewirkt damit die Speisung der Injektionsvorrichtung von gasförmigem Fluidum in die Matrize mit gasförmigem Fluidum. Der Benutzer reguliert, immer mit Hilfe dieses Schiebers 54, den Zufluss dieses gasförmigen Fluidums derart, dass ein Gaskissen zwischen dem plastischen Material und den Wandungen der Aushöhlung der Matrize gebildet wird. Während dieser Phase der Formgebung wird das plastische Material zwischen dem Stempel und einem äusseren Gaskissen gestreckt.

c) Wenn der Stempel um einen gewissen Wert, zum Beispiel

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zur Hälfte, in die matrize eingedrungen ist, öffnet der Benutzer den Schieber 28 und bewirk* damit die Speisung der Injektionsvorrichtung des Stempels mit gasförmigem Fluidum. Der Benutzer reguliert immer mit Hilfe dieses Schiebers 28, den Zufluss an gasförmigem Fluidum derart, dass zwischen dem·Stempel und dem plastischen Material ein Gaskissen geschaffen wirrt, dessen Druck grosser ist als der Druck des äusseren Gaskissen«*., Während dieser Phase der Formgebung wird das plastische Material zwischen zwei Gaskissen, das eine innen und das andere aussen, gestreckt.

d) Wenn der Stempel vollständig in die Matrize eingedrungen ist, kehrt der Benutzer den Schieber 54 um und bringt so die Injektionsvorrichtung der Matrize fUr gasförmiges Pluidum zum Abfluss. Das plastische Material wird dann durch den Druck des innern Gaskissens, welches durch die Injektionsvorrichtung des Stempele gebildet wurde, gegen die Wandungen der Matrize angedruckt, was die Formgebung des Behälters beendigt.

Man hält dann eine Wartezeit ein, um das Abkühlen des geformten Behälters zu gestatten. Dieses Abkühlen erfolgt sehr rasch, da die Matrize kalt ist. Die Kalorien dea plastischen Materialea werden sehr rascii entfernt.

6» Die Trennung des geformter Behälters von der Folie aus plastischem Material:

Wenn der Stempel in die Matrize eingedrungen ist» schlägt die RundBcheibe 23 gegen die Stirnseite dieser Matrize an und wird axial zurückgedrängt, wodurch die Befreiung der Kante des kreisförmigen Messers 22 bewirkt wird, welche somit mit der

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Stirnseite der Matrize in Kontakt kommt. Der geformte Behälter wird in dieser Weise von der Folie aus plastische» Material getrennt. Wahrend dieser Zeit wird die Dichtigkeit der Matrize durch die Rundscheibe 23 gewährleistet.

7* Bas Zurückziehen des männlichen und weiblichen Poraträgerblocka (Fig. 8):

Sobald die Formgebung beendigt ist, schliesst der Benutzer den Schieber 28, wodurch die Speisung der Injektionsvorrichtung dee Stempele unterbrochen wird. Dann kehrt er Bit Hilfe der Schieber 17 und 18 die Speisung der doppelt wirkenden Servomotoren 13, 14 mit gasförmigem Fluidum um, wodurch der Rücklauf der Foraträgerblöoke 11 und 12 bewirkt wird. Der Bentttser reguliert immer mit Hilfe der Schieber 17, 18 die AbflUsse des antreibenden Fluidums, damit die Rückläufe der Formträgerblöcke 11, 12 eich mit grosser Geschwindigkeit vollziehen.

8. Der Auswurf der geformten Behälter:

Während des Zurückziehen des weiblichen Formträgerblocke entgeht die Verschlussplatte 54 den Stirnseiten 30 der Matrix·, welche sich unter der Wirkung der Federn 36, 37 radial ausdehnt* Diese radiale Ausdehnung der Matrize gestattet das freimachen des geformten Behälters, selbst wenn dieser starke umgekehrte Verjüngungen aufweist. Wenn der weibliche Formträgerblook 12 am Ende seines Rücklaufes angelangt ist, Offnet der Benutzer den Schieber 51 und speist in dieser Weise die Auswurfvorrichtung mit Fluidum unter Druck, was den Auswurf des geformten Behälters auβ der Matrize bewirkt.

Der Fabrikationszyklus eines Behälters ist dann beendet

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und ein neuer, mit dem beschriebenen identischer Zyklus kann beginnen.

Es iat wohl zu verstehen, dass gewiss se der oben als aufeinanderfolgend beschriebenen Arbeitsgänge sich wenigstens teilweise in der Zeit Überschneiden können, um die Dauer des Fabrikationszyklus abzukürzen, wenn dies nicht der Qualität der geformten Behälter schadet. Die beschriebene Aufeinanderfolge der Arbeitsgänge küante gleichfalls Aenöerungen erfahren.

AuBserdeiL wurde Iq Vorstehenden vorausgesetzt, dass die Steuervorrichtung der Einrichtung von Hand betrieben wird, es ist aber klar, dass diese auch selbsttätig gemäss einem im voraus festgelegten Programm in bekannter und zur Zeit laufend gebrauchter Form betätigt werden konnte.

Eine Ausführungeform der erfindungsgemässen Einrichtung fUr thermische formgebung ist hier beispielsweise und ohne beschränkenden Charakter beschrieben worden, aber es versteht sich von selbst, dass zahlreiche Abänderungen vorgesehen werden können, ohne aus dem Rahmen des beanspruchten Schutzes herauszutreten.

Insbesondere könnve die Matrize aus einem einzigen Stück bestehen und aoait radial nicht ausdehnbar sein im Falle, dass Behälter ohne umgekehrte Verjüngungen geformt werden müssen.

Ausaerdem hängen die Ausschläge und die Geschwindigkeiten der relativen Bewegungen zwischen dem oder den Stempeln und der oder den entsprechenden Matrizen gegenüber der Folie aus plastischem Material besonders von dem gebrauchten plastischen Material und der Form des hergestellten Behälters ab.

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Das gebrauchte gasförmige Fluidum für die Bildung der gasförmigen Kissen, zwischen denen das plastische Material gestreckt wird, ist im allgemeinen Luft. Immerhin könnte entsprechend den Anwendungen und der Zusammensetzung des gebrauchten plastischen Materials, dieses gasförmige Fluidum zum Beispiel durch ein inertes Gas oder durch jedes andere entsprechende Gasgemisch gebildet sein»

Es ist auBserdem klar, dass die Verwirklichungen der verschiedenen, beschriebenen Vorrichtungen abgeändert sein können» wenn nur ihre Funktionen eingehalten werden.

In gewiesen Fällen, insbesondere bei der Fabrikation von tiefen Behältern ist es vorteilhaft einen Stempel zu verwenden, dessen Kopf teleskopisch ist, das heisst, der eich gegen eine elastische Wirkung axial verschieben kann.

Die Auswurfvorrichtung könnte verschieden zum Beispiel mechanisch oder hydromechanisch sein. Diese Vorrichtung könnte durch eine der zahlreichen zur Zeit bekannten Auswurfvorrichtungen gebildet sein.

In einer Abänderung der Einrichtung könnte diese eine Abkuhlvorrichtung für die Matrizen umfassen.

Die durchgeführten Versuche haben gezeigt, dass es mit Hilfe des beschriebenen Verfahrens und der Einrichtung leicht möglich ist, Behälter zu verwirklichen, welche zum Beispiel solche Ausmasse wie die folgenden aufweisen; Durchmesser des BehälterhalBes 41 mm Durchmesser des Behälterbodens 60 mm

Höhe des Behälters J.li5 mm

Wandstärke des Behälters Q_f4 mm 909827/1221

Claims

PATENIAJfSPR

rfahren aur .Fabrikation von dünnwandigen Behältern aus hermoplastischem Matorial_f demzufolge eine Folie aus plastischem Material durch Erhöhung ihrer Temperatar formbar gemacht wird dadurch gekennzeichnet, dass man die Folie (£) durch Einfuhrung eines Stempels (9) in eine Matrize (10) mechanisch örtlich in der Form verändert, wobei die Auehöh- m lang der Matrize (10) eine dem fertiggestellten Behälter entsprechende Form aufweist und das zwischen dem Stempel (9) und der Matrize (10) befindliche plastische Material mindestens teilweise durch Strecken desselben zwischen zwei gleichseitig wirkenden gasförmigen Kissen bis zur Erreichung eines Behälters formt, der denjenigen des fertigen Behälters angenäherte Ausmasse aufweist, dann die Formgebung durch Ausschalten des äusseren gasförmigen Kissens beendet, um das plastische Material unter der Wirkung des inneren gasförmigen Kissens gegen die Wandungen der Aushöhlung der Ma- ™ trize anzupressen und endlich den fertiger. Behälter nach RUckzug des Stempels (9) auswirft.

2. Verfahren gemäas Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass bevor man den Auswurf des geformten Behälters vornimmt, die Matrize (10) radial ausgedehnt wird, um den darauffolgenden Auswurf von Behältern, die umgekehrte Verjüngungen aufweisen, zu gestatten.

'Λ > Verfahren gamäsa Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass man den geformten Behälter vor dem Auswurf dieses Behälters

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von der Folie (F) aus plastischem Material abtrennt. 4·» Verfahren gemäss den Ansprüchen 1 und 4 dadurch gekennzeichnet, dass man den geformten Behälter in irgendeinem Zeitpunkt seiner Formung entweder am Ende der Vorformung, während der Formung oder nach der endgültigen Formung von der Folie (E-) aus plastischem Material abtrennt.

5. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass man homogene Kissen eines gasförmigen Fluidums um den Stempel

(9) herum und gegen die Wandungen der Matrize (10) bildet zum Strecken des plastischen Materials zwischen diesen beiden Kissen von gasförmigem Fluidum.

6. Verfahren gemäss den Ansprüchen 1 und 5 dadurch gekennzeichnet, dass man als gasförmiges Fluidum Luft benutzt.

7. Verfahren gemäss Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass man den geformten Behälter durch die Oeffnung der Matrize

(10) auswirft, welche für das Eindringen des Stempels (9) in dieser Matrize (10) vorgesehen ist.

8« Verfahren gemäss Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass nan die Temperatur der Matrizen (10) auf einem Wert hält, der kaum die Zimmertemperatur Überschreitet.

9. Einrichtung für die Verwirklichung des Verfahrens gemäss Anspruch 1, welche eine Einrichtung zur thermischen Formung umfasst, die mit einer Vorrichtung zur Einstellung einer Folie aus thermoplastischem Material, einer Vorrichtung zum Erhitzen mindestens eines Teiles dieser Folie aus plastischem Material, mindestens einer Matrize und mindestens einem Stempel ausgestattet ist, welcher mit dieser Matrize

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zusammenarbeitet, und die dies- und jenseits der Folie aus plastischem Material angeordnet sind dadurch gekennzeichnet, dass die Matrize (10), sowie der Stempel (9) eine Injektionsvorrichtung (52, 53t 25, 26) für ein gasförmiges Fluidum umfasst, so dass sich das plastische Material während mindestens einem Teil des Formungekreislaufes eines Behälters »wischen zwei gasförmigen Kissen befindet und, dass die Einrichtung eine Steuervorrichtung (17, 18) umfasst, welche unter anderem einereeite die Geschwindigkeiten und die Ausschlage der relativen Verschiebungen des Stempels (9) und der Matrize (10) gegenüber der Folie (?) aus plastischem Material gemäes einer von der Form des zu bildenden Behälters und der Zusammensetzung des gebrauchten plastischen Materials abhängigen Funktion, sowie andererseits die Speisung der Injektionsvorrichtungen mit gasförmigem Fluidum kontrolliert.

10. Einrichtung genäse Anspruch 9 dadurch gekennzeichnet, dass die Injektionsvorrichtungen dee Stempele (9) und der Matrize (10) für gasförmige« Fluidum, Düsen (26, 53) umfassen, deren Anzahl, Ausmasee und Anordnung derart sind, dass sie die Bildung von homogenen gasförmigen Kissen um den Stempel (9) herum und gegen die fandungen der Matrize (10) gestatten.

11. Einrichtung gernäss den Ansprüchen 9 und 10 dadurch gekennzeichnet, dass die Matrize (10) mehrere gegeneinander «wisehen einer auegedehnten und einer geschlossenen Arbeitsütellung verschiebbare Stücke (30) umfasst.

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12. Einrichtung gemäss den Ansprüchen 9 und 11 dadurch gekennzeichnet, dass die Stücke (30) der Matrize (10) normalerweise durch, mindestens eine elastische Wirkung (36, 37) in ihrer ausgedehnten Stellung gehalten werden.

13. Einrichtung gemäss den Ansprüchen 9 und 12 dadurch gekennzeichnet, dass sie Mittel(54) umfasst, welche das Schliessen der Matrize (10) und daB Halten in geschlossener Betriebe-Stellung derselben mindestens während der Formung eines Behälters bewirken.

14. Einrichtung gemäss Anspruch 9 dadurch gekennzeichnet, dass sie noch eine Auswurfvorrichtung (50, 51), welche den Auswurf des geformten Behälters aus der Matrize (10) bewirkt, umfasst.

.15· Einrichtung gemäss Anspruch 9 dadurch gekennzeichnet, dass 3ie noch eine Schneidevorrichtung (22) umfasst, welche im Verlauf der formung eines Behälters den Teil der Folie (F) aus plastischem Material, die den Behälter bildet, von dem Hest der Folie (?) aus plastischem Material abtrennt,

16. Einrichtungg^mäsa den Ansprüchen 9 und 15 dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidevorrichtung (22) ein von dem Stempel Ϊ9) getragenes ringförmiges Messer umfasst, welches, wenn der Stempel in die entsprechende Matrize (lü) eingedrungen ist, mit der Stirnseite dieser Matrize (10) zusammenarbeitet, um die Folie (F) aus plastischem Material abzutrennen .

17- Einrichtung gernäes Anopruoh y dadurch gekennzeichnet, dass sie noch eine Vorrichtung zum Abkühlen der Matrizen (10) umfasst.

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