DE2404615A1 - PROCESS AND DEVICE FOR THE MANUFACTURING OF CONTAINERS AND ARTICLES FROM PLASTIC WITH PRINTED MOTIFS - Google Patents
PROCESS AND DEVICE FOR THE MANUFACTURING OF CONTAINERS AND ARTICLES FROM PLASTIC WITH PRINTED MOTIFSInfo
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Description
PATENTANWALTSBÜRO TlEDTKE - BüHLING - KlNNE 2404615PATENT OFFICE TlEDTKE - BüHLING - KlNNE 2404615
8000 MOnchen Bavariarlng 48000 Munich Bavaria 4
Postfach 202403 31. Januar 1974 B 5829P.O. Box 202403 January 31, 1974 B 5829
Maurice Paul Gournelle Asnieres , FrankreichMaurice Paul Gournelle Asnieres, France
Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Behältern und Gegenständen aus Kunststoff, die mit aufgedruckten Motiven versehen sindProcess and device for the production of containers and objects made of plastic, which are provided with printed motifs
Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von Behältern, die aus Bahnen oder Folien aus Kunststoffmaterial geformt werden und die mit aufgedruckten Motiven wie Texten oder Schriftzeichen in einer oder mehreren Farben bedruckt sind. Die Verfahren und Mittel zur Warmformung von Bahnen oder Filmen aus thermoplastischem Material zur Herstellung von Gegenständen oder Behältern wie Töpfen, Bechern und Schalen, wie sie zur Aufnahme von Lebensmitteln oder anderen Gegenständen bestimmt sind, sind bekannt.The invention relates to the manufacture of containers made from webs or sheets of plastic material be shaped and printed with printed motifs such as texts or characters in one or more colors are. The methods and means for thermoforming sheets or films of thermoplastic material for manufacture of objects or containers such as pots, mugs and bowls, how they are intended for the intake of food or other objects are known.
Diese Mittel, ob sie sich nun mit der Formgebung durch Eindrücken mittels Luft, durch Aufblasen, durch Verformung mit-These means, whether they are involved in shaping by pressing in with air, by inflating, by deformation,
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tels Kolben oder Prägestempel befassen und ob sie mit oder ohne Gaskissen arbeiten, ermöglichen es weder getrennt noch in Korabination nicht, eine große Regelmäßigkeit in der Dickenverteilung des thermoplastischen Materials zu erhalten, und zwar insbesondere nicht auf den seitlichen Bereichen der Gegenstände.by means of pistons or dies and whether they are with or Working without gas pillows, neither separately nor in coordination, does not allow a great regularity in the thickness distribution of the thermoplastic material, in particular not on the lateral areas of the objects.
Diese Unregelmäßigkeiten in der Dicke, die sich durch Variationen in der Streckung oder Dehnung durch Ungenauigkeiten der Warmfornigebungsmittel ergeben, sind sehr viel mehr bedeutsam wie diejenigen, die sich aus der möglichen Heterogen! tat des Materials und/oder der Dickentoleranzen aus der Fabrikation der Filme oder Bahnen oder Platten guter Qualität ergeben.These irregularities in thickness, which are caused by variations in the elongation or elongation due to inaccuracies the hot-forming agents are much more significant than those that result from the possible heterogeneous! did the material and / or the thickness tolerances from the fabrication of the films or webs or panels of good quality result.
Diese Nachteile sind ohne große Bedeutung, wenn die erzeugten Gegenstände für beliebige Zwecke bestimmt sind; sie bedeuten jedoch eine echte Beschränkung, wenn die Gegenstände einer Zusatzbehandlung unterzogen werden sollen, z.B. einer Bedruckung mit einer oder mehreren Farben.These disadvantages are of little concern if the articles produced are intended for any purpose; she however represent a real limitation if the articles are to be subjected to an additional treatment, e.g. Printing with one or more colors.
Im Falle einer Bedruckung durch Übertragung auf einer Offsetmaschine fordern diese Dickenvariationen eine Vergrößerung des Kontaktdrucks zwischen der seitlichen Oberfläche des den Aufdruck empfangenden Gegenstands und dem Druckfilz, damit die Druckfarbe die dünnsten Bereiche erreichen kann. Dies führt durch eine geringere Güte des Aufdrucks und durch vorzeitige Abnutzung der Druckfilze, die häufiger ausgetauscht werden müssen, zu einer Preiserhöhung des Aufdrucks.In the case of printing by transfer on a Offset presses, these thickness variations require an increase in the contact pressure between the lateral surface of the den Imprint of the receiving item and the printing felt to allow the ink to reach the thinnest areas. this leads to due to a lower quality of the print and due to premature wear of the printing felts, which are replaced more frequently need to increase the price of the overprint.
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Wo das thermoplastische Material (vor dem Verarbeitungsvorgang) in einer oder in mehreren Farben einen kontrahierten, anamorphotisierbaren Aufdruck erhalten hat, bedeuten die Variationen in der Dehnung, wie sie durch die gebräuchlichen Warmformmittel verursacht werden, ein schwer zu überwindendes Hindernis für,die Erzielung eines korrekten definierten Schriftbilds nach der Warmformung in Verbindung mit der Anamorphose des erwähnten Aufdrucks.Where the thermoplastic material (before processing) in one or more colors one contracted, anamorphic print, mean the variations in elongation as caused by the common thermoforming agents are a difficult obstacle to overcome for achieving a correct defined typeface after thermoforming in connection with the anamorphosis of the mentioned print.
In der Zusatzanmeldung 91 933 zum Patent 1 322 hat der Anmelder als Variante und als Beispiel eine neue Art der Verwirklichung eines Tiefziehformstempels beschrieben, der mit einer geeigneten Matrize arbeitet, um ein Blatt aus thermoplastischem Material, das auf einer für die Thermoplastifizierung geeigneten Temperatur gehalten ist, warrazuverformen, v/obei der Formstempel und die Matrize jeweils zu den beiden Seiten des Blatts angeordnet sind.In the additional application 91 933 to patent 1,322 the applicant has described a new way of realizing a deep-drawing die as a variant and as an example, the Using a suitable die works to make a sheet of thermoplastic material that is on one for thermoplasticization is kept at a suitable temperature, warrazuverformen, v / obei the forming punch and the die on both sides of the sheet are arranged.
Dieser Formstempel ist auf seiner vorderen Stirnfläche mit einer verminderten Kontaktfläche in Form einer Scheibe versehen, die nach innen eingedrückt ist und das Tiefziehen vornimmt. Diese Scheibe ist mit Hilfe bekannter Mittel im rechten Winkel und in ihrer Mitte am Ende einer Säule befestigt, die in Bezug auf den Durchmesser der vorderen Stirnfläche des Formstempels klein ist und deren Stütze bildet. Das andere Ende der Säule, deren Länge für den Tiefziehvorgang unter -guten Bedingungen ausreicht, ist an die Antreibseinrichtung des Formstempels angeschlossen.This forming die is on its front face with a reduced contact area in the form of a disk provided, which is pressed inward and carries out the deep drawing. This disc is in the right with the help of known means Angle and fixed at their center at the end of a column which, in relation to the diameter of the front end face of the Form punch is small and forms the support. The other end of the column, the length of which is below -good for the deep-drawing process Conditions is sufficient, is connected to the driving device of the forming punch.
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Diese Vorrichtung verbessert beträchtlich den Warmformvorgang, reicht jedoch noch nicht aus, da sie Luft unter Druck benötigt, um deni Tiefziehgegcnstand seine endgültige Foriri zu geben, inden er an die Innenwandung der Form angelegt wird.This device improves the thermoforming process considerably, but is still insufficient because it has air under it Pressure needed to make the thermoformed product its final To give Foriri, inden it applied to the inner wall of the mold will.
Dieses Anlegen führt zu Unregelmäßigkeiten in derThis creation leads to irregularities in the
Dicke des Materials, die einerseits durch die unter Druck stehende Luft hervorgerufen v/erden, v/eil die Drücke in dem relativ bedeutsamen Raum, der durch den Abstand zwischen dem Körper des Form-Stempels und dem warmverformten Material gebildet ist, ungleichförmig verteilt sind, und andererseits durch die zwischen der inneren Seitenwand der Matrize und dem warmverformten Material eingeschlossenen Luft. Diese wird bei der endgültigen Formgebung des Gegenstands komprimiert und entweicht in einer praktisch nicht vorhersehbaren Weise durch Entlüftungsbohrungen, wobei sie ebenfalls Dickenvariationen heterothermischen Ursprungs infolge Kontakts des Rands des Formstempels mit dem thermoplastischen Material verändert.Thickness of the material, on the one hand due to the pressurized Air caused v / earth, v / eil the pressures in the relatively significant space created by the distance between the body of the forming punch and the thermoformed material is formed, are unevenly distributed, and on the other hand by the between the inner sidewall of the die and the thermoformed material trapped air. This will be in the final shaping of the object compresses and escapes in a practically unpredictable manner through vent holes, wherein they also vary in thickness of heterothermal origin due to contact of the edge of the forming die with the thermoplastic Material changed.
Im Augenblick der Endstufe der V7armformung kommt das thermoplastische Material mit dem komplementär geformten Teil der Matrize in unterschiedlicher Weise Punkt für Punkt oder Zone für Zone in Berührung und wird in dem Zustand,in dem es sich zu diesem Moment befindet, hart. Diese Fehler sind umso ausgeprägter, je größer die zu überquerenden Räume vor der Anlage an der Matrize sind.This comes at the moment of the final stage of the V7armformform thermoplastic material with the complementary shaped part of the die in different ways point by point or Zone by zone in contact and is in the state in which it is is at that moment, hard. These errors are more pronounced, the larger the spaces to be crossed in front of the Are in contact with the die.
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Das auf eine Warmformtemperatur gebrachte und durch den Pressenkopf auf der Seite der Form gehaltene thermoplastische Material streckt sich in Richtung des Bodens der Form unter dem Vorschub der vorderen Stirnfläche des Formstempels, der Gegenstand des zuvor erwähnten Patents und Zusatzpatens ist.That brought to a thermoforming temperature and through The thermoplastic material held by the press head on the side of the mold stretches towards the bottom of the mold under the advance of the front face of the forming punch, the subject of the aforementioned patent and additional patent is.
Diese Streckung oder Verlängerung repräsentiert generell die Höhe des warmgeformten Gegenstands, wobei man feststellt, daß sich das auf Temperatur für Formung befindende thermoplastische Material nicht geradlinig streckt, sondern im Falle von Gegenständen mit zylindrischer Gestalt in Form eines Drehkatenoids.This elongation or elongation generally represents the height of the thermoformed object, whereby one finds that the thermoplastic is at temperature for molding Material does not stretch in a straight line, but in the case of objects with a cylindrical shape in the form of a Rotary catenoids.
Sofern Neigung oder Verjüngung schwach ist, ist der Durchmesser der vorderen Stirnfläche des Formstempels generell größer als der Durchmesser des in Höhe des geometrischen Ortes, der Inflexionspunkte des Katenoids, gebildeten Umfangs/ deren Achse mit der Längsachse des Formstempels zusammenfällt. Die Kreisfläche dieses Umfangs liegt rechtwinklig zu der besagten Achse.If the inclination or taper is weak, the diameter of the front face of the forming die is generally larger than the diameter of the circumference formed at the level of the geometric location, the inflection points of the catenoid, or the axis of which coincides with the longitudinal axis of the forming die. The circular area of this circumference is at right angles to said axis.
Dieser Kettenlinieneffekt ergibt sich aus der Richtung der Tiefziehkräfte und aus der elastoplastischen Zusammenziehung, die rechtwinklig zu dieser Richtung auftritt. Es ist daher notwendig, Luft unter Druck zu benutzen, um diesen Effekt zu beseitigen, indem man das thermoplastische Material an die Innenwände der Matrize legt, um das Abkühlen des Materials sowieThis chain line effect results from the direction of the deep-drawing forces and from the elastoplastic contraction, which occurs at right angles to this direction. It is therefore necessary to use pressurized air to get this effect Eliminate by placing the thermoplastic material against the inner walls of the die to allow the material to cool as well
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- 6 das Zurückziehen des FormstempeIs zu ermöglichen.- 6 to enable the retraction of the molding die.
Die Vorrichtung nach der Erfindung hat die Aufgabe, diese verschiedenen Nachteile zu vermeiden. Mit dieser Vorrichtung ist es in der Tat möglich, eine regelmäßige Dehnung des thermoplastischen Materials ohne das Auftreten eines heterogenen Wärmezustands zu erhalten. Die homogene Dehnung erlaubt eine gleichförmige Dickenverteilung über die gesamte gestreckte Oberfläche.The device according to the invention aims to avoid these various disadvantages. With this In fact, it is possible to achieve a regular stretching of the thermoplastic material without the occurrence of a heterogeneous device To maintain the warmth state. The homogeneous elongation allows a uniform distribution of thickness over the entire stretched area Surface.
Ein Hauptvorteil der Erfindung liegt darin, daß der Formstempel auf wenig beschwerliche T.7eise verwirklicht werden kann.A major advantage of the invention is that the forming die can be realized with little cumbersome T .7eise.
Ein v/eiterer sehr wichtiger Vorteil der Erfindung liegt in der Tatsache, daß sie Herstellung von Aufdruckmotive tragenden Behältern aus Platten oder Bahnen, Bändern oder Filmen aus thermoplastischem Material ermöglicht, die sich dadurch auszeichnen, daß sie vorbedruckt sind. Der Aufdruck wird zweckmäßig derart kontrahiert, daß die endgültige Gestalt durch Anaiuorphose erst nach der V;armfomung auf dem Gegenstand erscheint.Another very important advantage of the invention lies in the fact that it supports the manufacture of overprint motifs Containers made of sheets or webs, tapes or films made of thermoplastic material, which are characterized by that they are preprinted. The print is expediently contracted so that the final shape through Anaiuorphosis only after the V; arm shape on the object appears.
Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung wird ein Formstempel geschaffen, um die Viarmformung von Behältern zu erreichen, die eine gute Gleichmäßigkeit in der Dicke an allen Punkten ihrer Oberfläche haben und unter guten Bedingungen bedruckt werden können. Dieses Resultat wird erreicht durchAccording to a first embodiment of the invention A forming die is created to enable the Viarmforming of containers that have a good uniformity in thickness at all points of their surface and under good conditions can be printed. This result is achieved through
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die hinterschnittene oder zurückgesetzte Gestaltung des Körpers des Formstempels, die die Berührung rait dem thermoplastischen Material in Augenblick der Wirkung der elastoplastischen Zusamraenziehungskräfte in Verbindung mit einem Vorderende des Forms terape Is vermeidet, das mit einer Reihe von Löchern versehen ist, die eine thermische Sperre zur Reduzierung des V.Tärmeaustausches auf ein Minimum bilden.the undercut or recessed design of the body of the molding die, which avoids contact with the thermoplastic material at the moment of the action of the elastoplastic contraction forces in conjunction with a front end of the mold terape Is provided with a series of holes that create a thermal barrier for reduction of V. T ärmeaustausches to a minimum form.
Gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung ist der Formstempel derart ausgestaltet, daß er an seinem unteren Ende sowie der zugehörige Körper die Innenform des Behälters aufweist, damit das thermoplastische Material v/ährend des Verformungsvorgangs überhaupt keine Freiheit hat und während der Streckung stets durch die Außenseite des FormstempeIs geführt ist.According to a second embodiment of the invention the forming die is designed such that it has the inner shape of the at its lower end and the associated body Has container, so that the thermoplastic material has no freedom at all during the deformation process and during the stretching always through the outside of the molding die is led.
Das Hauptmerkmal der Erfindung liegt darin, daß die seitliche äußere Oberfläche des Formstempels, die sich mit dem thermoplastischen Material in Berührung befindet, auf das geringstmögliche Maß reduziert ist, und zwar mit Hilfe bekannter Maßnahmen, z.B. durch Rändelung, Riffelung usw., damit in Zusammenarbeit mit dem zwischen den Kontaktpunkten von Formstempel und thermoplastischem Material eingefangenen Luftpolster der Wärmeaustausch auf ein vernachlässigbares Maß reduziert wird.The main feature of the invention is that the lateral outer surface of the die, which is with the thermoplastic material is in contact, is reduced to the lowest possible level, with the help of known measures, e.g. by knurling, corrugation, etc., thus in cooperation with the between the contact points of the molding die and the thermoplastic Material trapped air cushion the heat exchange is reduced to a negligible level.
Diese'Disposition liefert den Vorteil des quasi vollständigen Fehlens des Wärmeaustausches zwischen thermoplastischem Material und Formstempel, so daß nicht mehr eine großeThis disposition provides the advantage of being virtually complete Lack of heat exchange between thermoplastic material and forming die, so that no longer a large one
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Verforiuungsgeschwindigkeit notwendig ist, es sei denn, daß man große Produktionsgeschwindigkeiten benötigt.Deformation speed is necessary, unless you need high production speeds.
Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert.The invention is illustrated in the following with the aid of a schematic Drawings of several exemplary embodiments explained in more detail.
Fig. 1 zeigt eine Matrize und einen Formstempel inFig. 1 shows a die and a forming punch in
Einsatz zur Warmformung von zylindrisch-konischen Behältern mit Kragen;Use for hot forming of cylindrical-conical containers with collars;
Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch eine Matrize und einen Formstempel für die Erzielung von Behältern, deren Beschriftung zuvor aufgedruckt wurde und anamorphotisch ist;Fig. 2 shows a section through a die and a forming punch for the achievement of containers whose Lettering has been previously printed and is anamorphic;
Fig. 3 zeigt in einem vergrößerten Teilschnitt den aktiven Teil des Formstempels nach Fig. 2;FIG. 3 shows, in an enlarged partial section, the active part of the forming die according to FIG. 2;
Fig. 4 zeigt einen Schnitt durch einen FormstempelFig. 4 shows a section through a forming die
für die Erzielung von Behältern mit Rechteckquerschnitt; for making containers with a rectangular cross-section;
Fig. 5 und 6 zeigen eine Variante der Fig. 3;Figures 5 and 6 show a variant of Figure 3;
Fig. 7 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform des Vorrückfingers;7 shows a modified embodiment of the advancing finger;
Fig. 8 zeigt eine Variante des Vorrückfingers;8 shows a variant of the advancing finger;
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Fig. 9 zeigt in schaubildlicher Darstellung einen stumpfkegelförmigen Formstempel, der auf seiner seitlichen Oberfläche und auf seiner Vorderseite gerändelt ist;Fig. 9 shows a diagrammatic representation of a truncated cone-shaped die, which on is knurled on its side surface and on its front side;
Fig.10 zeigt in schaubildlicher Darstellung einen10 shows a diagrammatic representation
stumpfkegelförmigen Formstempel, der auf seiner ganzen Oberfläche gerändelt ist und dessen Boden mit einer Vertiefung für die Erzielung eines Innenreliefs versehen ist.truncated cone-shaped die, which is on its entire surface is knurled and its bottom with a recess for achieving a Interior relief is provided.
Wie man aus Fig. 1 ersieht, besitzt die Einheit aus Formstempel und Matrize einen Formstempelkörper 1, der mit Hilfe der Schrauben 2 über das Zwischenstück 3 an dem Läufer der Presse befestigt ist; das Zwischenstück besitzt eine Zentrierung 4, die eine Druckfeder 5 stützt, die auf dem Endzapfen des Vorrückfingers 7 sitzt, der in den Ringen 8 gleitet. Der Mittelteil 9 des Formstempels 1 ist mit derselben Konizität oder Neigung 10 wie die Matrize 11 verjüngt, z.B. um etwa 5 , um zylindrisch-konische Behälter zu erhalten. Der Kragen des Behälters wird mit Hilfe des Außenansatzes 12 des Formstempels und der Innenausnehmung 13 der Matrize erhalten. Der Formstempel 1 besitzt an seinem unteren Ende einen Abschnitt 14, der gegenüber dem Körper 1 vorsteht und die gleichen Abmessungen wie der Boden des herzustellenden Behälters hat. Der untere Abschnitt 14 des Formstempels liefert einen ersten Innenkegel oder Innenkonus, der gegenüber der Peripherie 16 zurückgesetzt ist, sowie einen abgestumpften zweiten Kegel oder Konus 17, der mit dem Reliefboden 18 der Matrize zusammenarbeitet, derAs can be seen from Fig. 1, the unit of forming punch and die has a forming punch body 1, which with the help the screw 2 is fastened to the runner of the press via the intermediate piece 3; the intermediate piece has a centering 4, which supports a compression spring 5, which sits on the end pin of the advancing finger 7, which slides in the rings 8. Of the Central part 9 of the forming punch 1 is tapered with the same conicity or inclination 10 as the die 11, e.g. by about 5, to obtain cylindrical-conical containers. The collar of the The container is obtained with the help of the outer shoulder 12 of the forming punch and the inner recess 13 of the die. The form stamp 1 has at its lower end a portion 14 which protrudes from the body 1 and the same dimensions like the bottom of the container to be manufactured. The lower portion 14 of the forming punch provides a first inner cone or inner cone, which is set back with respect to the periphery 16, as well as a truncated second cone or cone 17, which cooperates with the relief bottom 18 of the die, the
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seinerseits einen Vorsprung trägt, nämlich den Gegenkegel oder Gegenkonus 19. Der Formstempel 1 ist an seinem Unterende mit Entlüftungslöchern 20 und 21 versehen, während die· Matrize Cntlüftungsbohrungen 22 aufweist.in turn carries a projection, namely the counter cone or counter cone 19. The forming die 1 is at its lower end with Ventilation holes 20 and 21 provided, while the · die Has ventilation bores 22.
Die vorbeschriebene Einheit arbeitet in der folgenden Weise. Für den Fall der Verwendung eines Formstempels nit Vorrückfinger 7 kommt der Vorrückfinger bei beginnender Warmverformung mit dem thermoplastischen Material in Berührung, das vorzugsweise auf eine geeignete Temperatur gebracht ist. Das thermoplastische Ilaterial erstarrt auf der Höhe der Kontaktflache des äußersten Endes 23 des Fingers 7 und wird progressiv eingedrückt; daraufhin könnt die Peripherie 16 des Foriustenpels 1 mit dem thermoplastischen Material in Berührung und vollzieht dessen Dehnung oder Streckung bis zur Anlage an der Stirnfläche 18 des Gegenkegels 19, um den Boden des Behälters zu erhöhen.The above-described unit operates in the following manner. For the case of using a forming punch with an advancing finger 7 the advancing finger comes into contact with the thermoplastic material when the hot deformation begins is preferably brought to a suitable temperature. The thermoplastic material solidifies at the level of the contact surface the extreme end 23 of the finger 7 and is progressively depressed; then the periphery 16 of the Foriustenpel 1 with the thermoplastic material in contact and carries out its elongation or stretching until it rests on the End face 18 of the counter cone 19 to the bottom of the container to increase.
Die Ankunft bis zur Anlage verursacht die Entlüftung über die Entlüftungsbohrung 20 und bringt das thermoplastische Ilaterial· in freie Berührung mit der Wandung der Matrize, so daß das Material schnell abgekühlt wird. Die Konizität 9 des Mittelteils des Formstempels ist so vorgesehen, daß er zu keinem Augenblick mit derr. Inflexionspunkt 24 des Drehkatenoids in Berührung konrr.t, der durch das thermoplastische Material am Ende der Streckung verursacht wird, wodurch die örtliche Abkühlung oder Erstarrung verhindert wird,die Übergangszonen schafft.The arrival to the plant causes the vent via the vent hole 20 and brings the thermoplastic Ilmaterial · in free contact with the wall of the die, so that the material is rapidly cooled. The conicity 9 of the middle part of the die is provided so that it does not lead to any Moment with the Inflexion point 24 of the rotary catenoid in Contact caused by the thermoplastic material on the The end of the stretching is caused, whereby the local cooling or solidification is prevented, the transition zones creates.
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Das auf einer Temperatur für die Viarmformung gehaltene thermoplastische Material streckt sich entlang zweier Ilauptrichtungen. Die erste ist diejenige, wo sich das durch den Preßkopf auf der Seite der Formöffnung gehaltene Material unter dem Druck des FormsteiupeIs in Richtung zum Boden streckt. Die zweite Richtung ist diejenige, wo das durch die Peripherie · des Formstempels im Inneren umgrenzte Material sich durch Gleiten parallel zu dieser mit Relativbewegung gegenüber dem Formstempel 1 dehnt und dies umso leichter, als die Oberfläche der Formstempelspitze kleiner ist.That kept at a temperature for the Viarmformung thermoplastic material stretches along two directions. The first is the one where that is through the The press head stretches the material held on the side of the mold opening towards the bottom under the pressure of the mold die. the The second direction is the one where the material delimited by the periphery of the forming die in the interior passes through Sliding parallel to this with relative movement with respect to the forming die 1 stretches and this all the easier as the surface the forming punch tip is smaller.
Der Gleitkoeffizient soll so sein, daß man eine im Gleichgewicht stehende Dehnung zwischen dem Material, das sich entlang den Innenwänden der Form streckt und demjenigen, das sich unter Gleiten auf der Peripherie 16 des Formstempels streckt erhält, wobei keine Übergangszonen auftreten dürfen. Um dieses Ziel zu erreichen, muß vermieden v/erden, daß bei Kontakt der Peripherie 16 des Formstempels und des warmzuverformenden Materials ein Wärmeaustausch in Richtung Material/ Formstempel entsteht, der in diesem eine Hypothermie erzeugt, die eine örtliche Modifikation der Streckeigenschaften dieses Materials nach sich zieht, mit der Konsequenz, daß eine Übergangszone auftritt. Der kreisförmige Außenabschnitt der Peripherie 16 kann auf eine Schneidkante reduziert werden, die zwischen dem ersten und den zweiten Kegel gebildet v/ird. Die minimale Dicke dieses Abschnitts muß nur mit der notwendigen mechanischen Kiederstandsfähigkeit verträglich sein, und es kann dieser Abschnitt des Formstempels Löcher 27 besitzen, dieThe coefficient of sliding should be such that there is an equilibrium elongation between the material that is stretches along the inner walls of the mold and that which slides on the periphery 16 of the molding die stretches, whereby no transition zones may occur. In order to achieve this goal, it must be avoided that at Contact of the periphery 16 of the forming punch and the one to be thermoformed Materials an exchange of heat in the direction of the material / Form stamp is created, which generates a hypothermia in this, which locally modifies the stretch properties of this Material, with the consequence that a transition zone occurs. The circular outer portion of the periphery 16 can be reduced to a cutting edge formed between the first and second cones. the the minimum thickness of this section only needs to be compatible with the necessary mechanical resistance to pressure, and it this section of the forming die may have holes 27 which
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in richtiger Weise verteilt sind und die Zonen der Wärmeübertrag.ung zum massiven Teil des Formstempels reduzieren.are properly distributed and the zones of heat transfer reduce to the massive part of the die.
Ein Formstempel gemäß Fig. 1 ergibt sehr gute Resultate. Trotz der Verkleinerung der Ringkammer 28 gegenüber dem genannten Zusatzpatent verursacht unter Druck stehende Luft, die über die Kanäle 20 aus der Verteilungskammer 19 kommt und das Material in der Form andrücken soll, noch Dickenänderungen der Seitenwand des Gegenstands. Solche Dickenvariationen, die für unmittelbare Benutzung des Behälters unbeachtlich sind, sind jedoch für den Fall, daß der Gegenstand einen Aufdruck durch Übertragen oder durch irgendein anderes Mittel erhalten soll, ein Hinderungsgrund für die korrekte Erzielung eines anamorphotischen Aufdrucks. Dies führt zu einer anderen Ausführungsform des Formstempels, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist. In dieser Figur sind für die einander entsprechenden Teil dieselben Bezugszeichen wie in Fig. 1 verwendet worden. Der Formstempel ist hier mit 30 bezeichnet; sein unteres Ende endet in derselben Ueise wie im Falle der Fig. 1. Ein Ringraum 31 isoliert thermisch die Abschlußkante des Formstempels und erlaubt das Einmünden der Entlüftungsbohrungen und der Blasöffnungen 20. Die Länge 32 des Hinterschnitts oder der Zurücksetzung 31 erlaubt sofortige Streckung des Materials, und zwar vom Beginn seiner Gleitbewegung über den Außenrand 16. Das Außenvolumen des Fornstempels 30 entspricht mit engem Spiel dem Innenvolumen des zu formenden Behälters.A forming die according to FIG. 1 gives very good results. Despite the reduction in size of the annular chamber 28 compared to the aforementioned additional patent, pressurized air causes which comes out of the distribution chamber 19 via the channels 20 and is intended to press the material into the mold, nor changes in thickness the side wall of the item. Such thickness variations, which are irrelevant for the immediate use of the container, however, are in the event that the article has received an imprint by transfer or by some other means should, an obstacle to the correct achievement of an anamorphic print. This leads to another embodiment of the forming die, as shown in FIG. 2. In this figure, the corresponding parts are the same Reference numerals as in FIG. 1 have been used. The forming die is denoted here by 30; its lower end ends in same Ueise as in the case of Fig. 1. An annular space 31 is insulated thermally the end edge of the die and allows the vent holes and the blow openings 20 to open out Length 32 of the undercut or setback 31 allows immediate stretching of the material from the beginning of it Sliding movement over the outer edge 16. The outer volume of the mold punch 30 corresponds to the internal volume of the container to be formed with a small amount of play.
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Der Vorgang des Aufblasens am Ende der Warmformung besteht darin, daß das thermoplastische Material für die Abkühlung an die Wandung der Form gelegt wird; dieser Vorgang bringt nicht mehr das Risiko einer Modifizierung der korrekten Verteilung der Dehnung, da es lediglich Ziel dieses Vorgangs ist, das minimale Spiel zwischen dem Formstempel und der Ma^ trize zu überwinden. Um jegliche Möglichkeit des Wärmeaustausches zwischen dem thermoplastischen Material und der sich mit diesem in Berührung befindlichen ganzen seitlichen Oberfläche des Formstenpels auszuschließen, ist letztere auf das kleinstmögliche Maß vermindert worden, vorzugsweise durch eine Rändelung in Diamantspitzenform, so daß- lediglich eine Vielzahl von Scheiteln verbleibt, die an den Spitzen, an denen sich das Material abstützt, vermindert sind. Zwischen diesen Kontaktpunkten, die die Außenumhüllende des Formstempels definieren und dem thermoplastischen Material wird in den Hohlräumen ein Luftpolster eingefangen, das sich jeglicher Möglichkeit zum Wärmeaustausch zwischen Kunststoffmaterial und Formstempel entgegenstellt, d.h. einem Wärmeaustausch, der der .Grund für Heterothermie und Anomalien der Dehnung ist. Das thermoplastische Material befindet sich während der Warmverformung stets durch seine elastoplastischen Innenspannungen in Anlage an der Oberfläche des Formstempels. Die Rändelungsteilung (zwischen den Scheiteln) kann z.B. 0,5 mm betragen. Selbstverständlich sind im Rahmen der Erfindung jegliche anderen Mittel zur Verminderung der Kontaktfläche zwischen Kunststoffmaterial und Formstempel geeignet, wie z.B. Gewindegänge, Rillen jeglicher Richtung, Körnungen, chemische Mikrokrater, Elektroerosion, verschiedensteThe process of inflation at the end of thermoforming consists in that the thermoplastic material is placed against the wall of the mold for cooling; this process no longer brings the risk of modifying the correct one Distribution of the elongation, since it is only the aim of this process, the minimal play between the forming punch and the Ma ^ trize to overcome. Any possibility of heat exchange between the thermoplastic material and the one with it to exclude the entire lateral surface of the molding that is in contact, the latter is to the smallest possible extent Dimension has been reduced, preferably by knurling in the shape of a diamond tip, so that only a large number of vertices Remains, which are reduced at the tips on which the material is supported. Between these contact points, which define the outer envelope of the die and the thermoplastic material, an air cushion is trapped in the cavities, preventing any possibility of heat exchange between the plastic material and the die, i.e. an exchange of heat, which is the reason for heterothermia and anomalies of elongation is. The thermoplastic material is always through during the hot deformation its elastoplastic internal stresses in contact with the surface of the die. The knurling pitch (between the vertices) can be, for example, 0.5 mm. Of course are within the scope of the invention, any other means of reducing the contact area between the plastic material and the molding die suitable, such as threads, grooves in any direction, grain sizes, chemical micro-craters, electrical discharge machining, a wide variety of
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Verkleidungen allein und/oder in Kombination.Coverings alone and / or in combination.
Die Formstempel können jegliche Gestalt und Abmessungen haben. Ohne die Reichweite der Erfindung zu verlassen, kann man die örtliche Rändelung z.B. im Kontaktbereich zwischen Formstempel und Kunststoffmaterial in Höhe der Inflexionspunkte des Katenoids für den Fall realisieren, bei dem der Formstempel hinterschnitten oder ausgenommen ist, um eine, jedoch kleinere Kammer 28 gemäß Fig. 1 zu bilden. Diese Gestaltung des Formstempels ermöglicht es, jeglichen Kalorienverlust am thermoplastischen Material zu vermeiden und die für die anamorphotische Bedrückung unabdingbare homogene Streckung oder Dehnung zu verwirklichen.The forming punches can have any shape and dimensions to have. Without departing from the scope of the invention, the local knurling, e.g. in the contact area between Form punch and plastic material at the level of the inflection points of the catenoid for the case in which the forming die is undercut or recessed by one, but smaller To form chamber 28 according to FIG. This design of the stamp makes it possible to avoid any loss of calories Avoid thermoplastic material and those for the anamorphic Pressure indispensable homogeneous stretching or stretching to realize.
Die Reibungen des Kunststoffmaterials auf dem Außenumfang des Formstempels sind extrem vermindert. Im Grenzfall· gibt es kein Spiel· zwischen dem Formstempel· und der Matrize, wobei sich im Augenbiick des Anschiags an den Boden der Matrize das Kunststoffmaterial· bereits mit Hilfe des Formstempels selbst unmittelbar in Anlage an der Wandung der Form befindet, wodurch der Aufblasvorgang vermieden werden kann.The friction of the plastic material on the outer circumference of the die are extremely diminished. In the borderline case there is no play between the forming punch and the die, being at the bottom of the die at the moment of the stop the plastic material already with the help of the forming die itself is directly in contact with the wall of the mold, whereby the inflation process can be avoided.
Die Fig. 3 zeigt in vergrößertem Teilschnitt den aktiven Teil des Formstempels. Dieselben Bezugszeichen bezeichnen dieselben Teile wie bei den vorangegangenen Figuren. In dieser Figur ist der Rand oder die Kante 16 bewußt dick dar- und endet in einer Abrundung; dies erfolgt für den3 shows, in an enlarged partial section, the active part of the forming die. Same reference numbers refer to the same parts as in the previous figures. In this figure, the edge or edge 16 is deliberately shown thick. and ends in a rounding; this is done for the
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Fall der Forming von Behältern erheblicher Dicke und/oder mit anderer als kreisförmiger Form, wodurch ein größerer mechanischer Kiderstand geboten wird. Um in diesem Fall zu vermeiden, daß ein Wärmeaustausch stattfinden kann, der einer guten Homogenität der Streckung entgegenwirken könnte, ist die bei 33 dargestellte begrenzte Zone zur Verminderung der' Berührungsfläche feingerändelt.Case of the formation of containers of considerable thickness and / or with a shape other than circular, creating a larger mechanical kiderstand is offered. In order to avoid in this case that a heat exchange can take place, the one could counteract good homogeneity of the stretching, is the limited zone shown at 33 to reduce the ' Finely knurled contact surface.
Der in Fig. 4 dargestellte Formstempel gestattet die Herstellung von Behältern r.it Rechteckquerschnitt. Es sind für dieselben Organe dieselben Bezugszeichen verwendet worden. Diese Figur verdeutlicht die Rändelung der Seitenfläche des Formstempels. Der Boden dieses Formstempels kann eben bleiben, um Behälter reit ebenen oder flachem Boden zu erhalten. In diesem Fall ist auch der Boden des Formstenpels auf seiner ganzen Fläche gerändelt. Die Rändelung kann auch durch eine Bearbeitung in groben Linien ersetzt werden, wobei die Rillen des Werkzeugs als eine der Rändelung analoge Oberflächenminderung dienen. Dieser Formstempel kann mit und ohne Vorrückfinger benutzt werden. Die Formstempel bestehen vorzugsweise aus rostfreiem Stahl.The die shown in Fig. 4 allows the production of containers with a rectangular cross-section. There are the same reference numerals have been used for the same organs. This figure illustrates the knurling of the side surface of the forming die. The bottom of this die can remain level, in order to obtain containers on a level or flat floor. In this case, the bottom of the molding is all over Knurled surface. The knurling can also be replaced by machining in rough lines, with the grooves of the tool serve as a surface reduction analogous to knurling. This forming punch can be used with or without an advancing finger will. The forming dies are preferably made of stainless steel.
Die in Fig. 5 und 6 dargestellte Variante zeigt eine sehr spitze Kante 16 an der Peripherie des Formstempels. Dieser Abschnitt 16 kann ebenfalls gemäß Fig. 6 gerändelt sein und gestattet es, durch Ananorphose absolut vollkommene Schriftbilder zu erhalten. Ferner ist eine Variante der Gestaltung der Hinterschneidung oder Ausnehmung 31 dargestellt. Selbstver-The variant shown in FIGS. 5 and 6 shows a very pointed edge 16 on the periphery of the forming die. This Section 16 can also be knurled according to FIG. 6 and allows absolutely perfect typefaces through ananorphosis to obtain. Furthermore, a variant of the design of the undercut or recess 31 is shown. Self-
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ständlich sind auch andere Gestaltungen möglich, ohne daß der Erfindungsbereich verlassen wird.Of course, other designs are also possible without the Invention area is left.
Die in den Figuren 7 und 8 dargestellten Varianten in der Gestaltung des Vorrückfingers dienen zur weiteren Verbesserung der Qualität in der Homogenität der Streckung des thermoplastischen Materials, un anamorpbotische Schriftbilder zu erhalten. Genäß Fig.7 ist ein zylindrischer Abschnitt 34 vorgesehen, der sich über einen Kegel an dem Körper 7 des Vorrückfingers anschließt. Die Oberfläche 35 mit einen Durchmesser von beispielsweise 2 mm ist feinpoliert, um die Klebwirkung infolge Erkalten des thermoplastischen Materials zu vermehren.The variants in the design of the advancing finger shown in FIGS. 7 and 8 serve for further improvement the quality in the homogeneity of the stretching of the thermoplastic material, un anamorphic Get typefaces. According to Fig.7 is a cylindrical one Section 34 is provided which connects to the body 7 of the advancing finger via a cone. The surface 35 with a diameter of e.g. 2 mm is finely polished, to increase the adhesive effect as the thermoplastic material cools down.
Im Falle der Fig. 8 findet man dieselbe Kreisfläche 35, wobei sich diese jedoch direkt über einen Kegel an den Körper 7 anschließt, wobei der Anfang dieses Kegels über eine Länge 3G gerändelt ist, um ein Erkalten des Materials über die Oberfläche 35 hinaus zu verhindern. Das Kunststoffmaterial 37 steigt im Augenblick des Eindringens des Vorrückfingers über einen Teil dieses Kegels hoch. Der auf diese Weise gebildete kleine Kegel oder Konus 3 8 steht nach der Fertigstellung vom Boden des Behälters vor, wenn man eine äquivalente Aufnahme im Abschnitt 18 der Matrize vorsieht. Dieser Kegel kann vorgesehen werden, um die Dicke des Materials für den Fall der Verwendung des Behälters zur Aufnahme von Pasten oder anderem zu schwächen, wobei das Entformen nach dem öffnen sich durch zerbrechen, durchstoßen oder durchschneiden dieses Teils erfolqt.In the case of FIG. 8, the same circular area 35 is found, but this is directly connected to the via a cone Body 7 adjoins, the beginning of this cone being knurled over a length 3G to allow the material to cool over the Surface 35 to prevent addition. The plastic material 37 rises at the moment of penetration of the advancing finger up part of this cone. The small cone or cone formed in this way 3 8 is after completion of the Bottom of the container before providing an equivalent receptacle in section 18 of the die. This cone can be provided be used to reduce the thickness of the material in the event that the container is used to hold pastes or other items, where the demolding after opening by breaking, piercing or cut through this part.
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Hauptziel d,er Benutzung des Vorrückfingers ist es, eine Zentrierung und eine regelmäßige Streckung oder Dehnung des thermoplastischen Materials von seiner am äußersten Ende des Vorrückfingers anliegenden kleinen Oberfläche bis zum Kragen des Behälters zu gestatten, indem man mehr oder weniger die Dicke des Bodens des Bhälters variiert.The main goal of using the advancing finger is to a centering and regular stretching or stretching of the thermoplastic material from its extreme end of the advancing finger adjoining the small surface up to the collar of the container by moving more or less the thickness of the bottom of the tank varies.
Tatsächlich kann sich die Anfangsdicke des Rohlings über die Gesamtheit' der Wandungen des Behälters auf diese VJeise verteilen. Es wird bevorzugt, den Vorrückfinger gegen Drehung unbeweglich zu machen, um Änderungen in der Anamorphose des Schriftbilds zu vermeiden.In fact, the initial thickness of the blank can vary over the entirety of the walls of the container in this way to distribute. It is preferred to immobilize the advancing finger against rotation to avoid changes in the anamorphosis of the To avoid typeface.
Für den Fall, daß der Formstempel gänzlich auf seiner seitlichen Oberfläche und auf seiner Vorderfläche gerändelt ist, kann man auf die Verwendung des Vorrückfingers verzichten.In the event that the forming die is completely knurled on its lateral surface and on its front surface, you can do without the use of the advancing finger.
Der stumpfkegelförmige Formstempel, wie er schaubildlich in Fig. 9 dargestellt ist, besitzt keinen Vorrückfinger. Er ist auf seiner seitlichen Oberfläche 39 und auf seiner ebenen Vorderfläche oder Stirnfläche 40 in Diamantspitzenform gerändelt. Der Kragen 41 dieser Formstempelart liegt am Ende der Formgebung auf dem korrespondierenden Teil der. Matrize an, und zwar in der Vieise, daß die Dianantspitzenrändelung oder jegliche andere Form der Verminderung der Oberfläche' nicht geschwächt oder abgenutzt wird, und auch nicht der Boden des zu formenden Gegenstands durchbrochen wird.The truncated cone-shaped die as shown in the diagram shown in Fig. 9 does not have an advancing finger. It is on its lateral surface 39 and on its flat Front surface or face 40 knurled in diamond point shape. The collar 41 of this type of stamp is at the end of the Shaping on the corresponding part of the. Die on, in the form of the Dianant point knurling or any other form of surface reduction 'not weakened or is worn, and the bottom of the object to be molded is not broken through.
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Der in der Fig. 10 dargestellte stumpfkegelförmige Formstempel ist demjenigen nach Fig. 9 analog mit Ausnahme des gerändelten Vorderteils 42, der eine Ausnehmung oder Vertiefung 43 trägt, um an dem zu formenden Gegenstand eine Innenprofilierung zu erhalten. Bei stumpfkegelförmigen Töpfen, deren Kontaktfläche mit dem thermoplastischen Material durch Diamantspitzenrändelung vermindert ist, divergiert diese Rändelung in Richtung auf den großen Durchmesser, wobei die Pyramiden abgestumpft sind und die Oberfläche der Kontaktpunkte ir.it dem thermoplastischen Material zunimmt; dies stört jedoch nicht, da das thermoplastische Elaterial erst genau zum Zeitpunkt der Beendung des Formvorgangs mit diesem Teil des Formsterapels in Berührung kommt. Dies ist nicht der Fall bei zylindrischen oder parallelepipedischen Formkörpern. Diese können auf ihrer seitlichen Oberfläche 3 9 frei von einer Rändelung oder einer anderen Reduktion der Berührungsfläche sein, sofern die Verjüngung sehr sch v/ach ist.The frustoconical shown in FIG Form punch is analogous to that according to FIG. 9 with the exception of the knurled front part 42, which has a recess or depression 43 carries an internal profile on the object to be molded to obtain. In the case of frustoconical pots, their contact area with the thermoplastic material through diamond tip knurling is reduced, this knurling diverges in the direction of the large diameter, with the pyramids becoming truncated and the surface of the contact points with the thermoplastic Material increases; However, this is not a problem, since the thermoplastic material is only released exactly at the point in time at which it is terminated the molding process with this part of the molding stack in contact comes. This is not the case with cylindrical or parallelepiped shaped bodies. These can be on your side Surface 3 9 must be free of knurling or any other reduction in the contact area, provided that the taper is very high sch v / ach is.
Die Abstände zwischen den Berührungspunkten haben solche Abmessungen, daß der sich möglicherv/eise einstellende Kettenlinicneffekt keinen Einfluß auf die Formgebung der Gegenstände hat.The distances between the points of contact have such dimensions that the one that may be established Chain line effect does not affect the shape of the Objects.
Selbstverständlich können diese unterschiedlichen Formstempel auch zu mehreren zusammengesteilt werden, um gleichzeitige Uarmformung mehrerer Gegenstände zu ermöglichen.Of course, these different stamping dies can also be grouped together to create several at the same time To enable hot shaping of several objects.
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