DE2428578B2

DE2428578B2 - Verfahren zum tiefziehen einer thermoplastischen kunststoff-folie, z.b. zum auskleiden poroeser behaelter, mittels eines vorziehstempels und eines danach wirksam werdenden differenzdrucks

Info

Publication number: DE2428578B2
Application number: DE19742428578
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Maschinenfabrik Rissen Gmbh, 2000 Hamburg
Priority date: 1974-06-14
Filing date: 1974-06-14
Publication date: 1977-08-25
Also published as: DE2428578A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Tiefziehen einer thermoplastischen Kunststoff-Folie, z. B. zum Auskleiden poröser Behälter, bei dem die erweichte, am Rand einer Hohlform eingespannte Folie mittels eines Vorziehstempels in die Hohlform eingezogen und anschließend mittels Differenzdrucks gegen die Innenfläche der Hohlform gedrückt und erstarren gelassen wird ■·.■■■ ..■·.·..

Zum Auskleiden poröser Behälter, beispielsweise von Papierbechern, verwendet man aus Gründen der Materialersparnis möglichst dünne,Folien. Bei bekannten Verfahren zum Auskleiden poröser Behälter mit thermoplastischer Folie im Tiefziehverfahren (US-PS 27 36 065, US-PS 33 83 026) sind der Dicke nach unten hin jedoch Grenzen gesetzt, weil selbst geringfügige Ungleichmäßigkeiten in den Materialeigenschaften und der Temperatur der Folie eine ungleichmäßige Dehnung derselben im Tiefziehverfahren bewirken können. Die Dicke der Folie muß daher so groß gewählt werden, daß auch in dem Bereich stärkster Dehnung der Folie eine ausreichend dichte Auskleidung erzielt wird. Insbesondere sind es Temperaturunterschiede, die zu Wandstärkenungleichmäßigkeiten führen können, da sich die Folie in wärmeren Bereichen stärker reckt als in kälteren. Solche Temperaturunterschiede können beispielsweise schon durch ungleichmäßiges Auftreffen der Verformungspreßluft hervorgerufen werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zu schaffen, die solche Ungleichmäßigkeiten in der Foliendehnung ausschließen oder wenigstens vermindern können, so daß insbesondere beim Auskleiden poröser Behälter dünneres Folienmaterial verwendet werden kann.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß die Folie mit ihrem Mittelteil durch Ansaugen oder Andrücken während ihres gesamten Einziehens in die Hohlform bzw. bis über das Einsetzen des Differenzdruckes hinaus an der Stirnseite des Vorziehstempels festgehalten wird.

Auf diese Weise wird außer der Einspannung der Folie am Rand der Form bzw. des auszukleidenden Behälters ein weiterer, zentral gelegener Fixpunkt geschaffen. Die Möglichkeiten zu einem unerwünschten Verzug der Folie werden dadurch erheblich eingeschränkt, weil die zum Verzug zur Verfügung stehenden Strecken von einer Durchmesserliinge auf weniger als die Hälfte reduziert sind.

Damit eine ungewünschte Beeinflussung oder Beschädigung der Folie an der Stelle vermieden wird, an s der sie am Vorziehstempel festgehalten wird, kann die Folie an der Stelle ihres Festhaltens am Vorziehstempel auf eine geringere Temperatur als in ihrem übrigen Tiefziehbereich erwärmt werden.

Die Erfindung wird im folgenden näher unter

ίο Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert. Darin zeigt

Fig. 1 einen schematischen Axialschnitt durch eine Vorrichtung mit einem Vorziehstempel, der mit Saugvorrichtung versehen ist, und

Fig.2 eine Vorrichtung, bei der mit dem Vorzieh-

• 5 stempel ein Gegenhalter zusammenwirkt,

Gemäß F i g. 1 ist die Form 1 in bekannter Weise mit ihren Räumen 2 an eine Unterdruckquelle zum Zwecke des Tiefziehens anschließbar, sie enthält einen auszukleidenden Papierbecher 3. Der Rand der tiefzuziehenden Auskleidungsfolte 4 ist zwischen dem oberen Rand 5 der Form 1 und dem Spannrahmen 6 eingeklemmt. Oberhalb der Form befindet sich koaxial damit der Vorziehstempel 7, der während des Vorziehens in der strichpunktiert angedeuteten Weise in die Form eindringt, bevor der die Tiefziehoperation vollendende Differenzdruck im Raum 2 wirksam wird. Der Vorziehstempel 7 erreicht den Boden 3 des auszukleidenden Papierbechers 3 an einer Stelle, an der dieser von unten von einem Vorsprung 9 der Form abgestützt ist. Der Vorziehstempel enthält eine Bohrung 10, die in einer Ausnehmung 11 an seiner Spitze endet, die mit einem porösen oder vielfach durchbohrten Teil 12 abgeschlossen ist.

Die tiefzuziehende Folie 4 wird im erhitzten Zustand in die Form eingesetzt und zwischen Formrand 5 und Spannrahmen 6 am Rand eingeklemmt. Danach wird der Vorziehstempel 7 herabgeführt, dessen Bohrungen 10, 11, mit Unterdruck beaufschlagt sind, so daß der Mittelteil der Folie 4 in dem Augenblick, in dem der Stempel sie berührt, daran angesaugt und festgehalten wird. Bei der anschließenden Bewegung des Vorziehstempels wird die Folie in der strichpunktierten Weise mitgenommer·, wobei,ihr,.eine seitliche Relativbewegung gegenüber der Spitze des Vorziehstempels infolge ihrer Haftung verwehrt ist. Etwaiger Verzug kann daher nur zwischen dem'Zentrum der Folie und dem Rand auftreten, nicht aber von der einen zur anderen Durchmesserseite. Da die meisten zu Verzug Anlaß gebenden Temperaturunterschiede in der Folie sich auf

beträchtliche, einseitig gelegene Flächenbereiche erstrecken, wird dadurch' nicht nur die Größe des in Kauf zu nehmenden¹ Verzugs herabgesetzt, sondern auch in einer Vielzahlvort Fällen jeglicher Verzug vermieden. Wenn der Vorziehstempel die unterste Stelle erreicht hat, wird der die Tiefziehformung vollendende Differenzdruck, beispielsweise im Raum 2, eingeschaltet. Während dieser zweiten Phase der Tiefziehformung bleibt der Saugdruck an der Spitze des Vorziehstempels zweckmäßigerweise erhalten. Statt dessen kann auch vorgesehen sein, daß die Folie zwischen der Stempelspitze und dem Boden 8 des auszukleidenden Behälters bzw. dessen Abstützung 9 eingeklemmt wird.

Selbstverständlich muß verhindert werden, daß die sich im plastischen Zustand befindende Folie in die öffnungen des Saugeinsatzes 12 des Vorziehstempels eingesaugt oder von ihnen nachteilig verformt wird. Zu diesem Zweck genügt es, die öffnungen ausreichend klein auszuführen.

Ein weiteres Mittel zur Vermeidung unerwünschter Beeinflussung der Folie durch die Saugeinrichtung besteht darin, daß die Folie in demjenigen Bereich, in dem sie von den Saugeinrichtungen erfaßt wird, auf einer niedrigen Temperatur als im übrigen Tiefziehbereich gehalten wird, nämlich möglichst unterhalb der Verformungstemperatur. Die Haftwirkung kann dadurch auch intensiviert werden. Die örtlich unterschiedliche Erwärmung kann beispielsweise mit Hilfe von Kontakterwärmung erreicht werden, indem die ErwärmungskontaktflHche in der Mitte eine Auslassung erhält, so daß ein unmittelbarer Wärmeübergang auf die Folie in diesem Bereich nicht stattfindet.

Die Anheftung der Folie an den Vorziehstempel durch Ansaugung empfiehlt sich insbesondere in denjenigen Fällen, in denen nicht von der Unterseite der Folie her ein zweites Klemmorgan wirken kann, also insbesondere bei der Auskleidung poröser Behälter. Wenn jedoch der Forminnenraum von unten her zugängig ist, kann auch eine Klemmung nach F i g. 2 gewählt werden.

Im Ausführungsbeispiel der F i g. 2 enthält die Form 1 unterhalb der mittels des Spannrahmens 6 auf die Form aufgespannten, tiefzuziehenden Folie 4 keinen auszukleidenden Behälter. Durch die Unterseite der Form kann daher ein Gegenhalter 13 eingeführt werden, der koaxial zu dem mit ihm zusammenwirkenden Vorziehstempel 7 verschiebbar ist und durch eine Feder 14 nach oben gedrängt ist. In diesem Beispiel ist angedeutet, daß zu dem unteren Formteil 1 ein oberer Formteil !5 hinzutreten kann, der dicht gegenüber dem Spannrahmen und dem Hals des Vorziehstempels abgeschlossen ist und zur Zuführung von Druckluft von der Oberseite der Folie 4 her zur Erzeugung des Differenzdrucks mit oder ohne zusätzlichen Unterdruck unterhalb der Folie 4. Eine iche Anordnung ist selbstverständlich auch im Beispiel der F i g. 1 verwendbar.

Im Betrieb der Ausführung gemäß Fig, 2 wird der zentrale Teil der Folie 4 beim Niedergang des Vorziehstempels 7 zwischen diesem und dem federbelasteten Gegenhalter 13 eingeklemmt, und zwar mit der durch die Feder 14 erzeugten Kraft, die je nach Anwtndungsfall in gewünschter Höhe einstellbar ist. Die weitere Abwärtsbewegung des Vorziehstempels 7 in die strichpunktierte Stellung führt den Gegenhalter 13 gegen die Federkraft mit, so daß die Klemmung

ίο ständig aufrechterhalten bleibt, bis der Vorziehstempel den Formboden erreicht hat und die Oberfläche des Kopfs 16 des Gegenhalters mit dem Formboden fluchtet. Danach setzt, wie üblich, der Differenzdruck zur Vollendung der Formgebung ein. Wird unterhalb der Folie 4 Unterdruck angewendet, so muß der Kopf 16 des Gegenhalters den Formboden ausreichend dicht abschließen. Wenn oberhalb der Folie Überdruck angewendet wird, kann dieser Überdruck so geführt sein, daß er nach vollständiger Ausbildung des tiefzuziehenden Gefäßes in eine Luftströmung übergeht, die die Folie abkühlt und dadurch die Rückstellung verhindert.

Während anschließend der Gegenhalter 13 in der unteren Lage festgehalten wird, wird die Form geöffnet und der Vorziehstempel 7 aus der Form herausbewegt, wobei der Gegenhalter 13 anschließend dem fertigen Behälter aus der Form ausstößt.

Die Erfindung ist nicht auf die Anwendung bei Drehkörpern beschränkt, sondern kann auch durch unregelmäßige Querschnitte, insbesondere für eckige Querschnitte und unsymmetrische Körper verwendet werden. Es kommt lediglich darauf an, daß die Folie an einer geeigneten Stelle an dem Vorziehstempel angeheftet wird, wobei diese Stelle zweckmäßigerweise im oder nahe dem Schwerpunkt der dem Tiefziehprozeß zu unterwerfenden ebenen Fläche gewählt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Tiefziehen einer thermoplastischen Kunststoff-Folie, z. B. zum Auskleiden poröser Behälter, bei dem die erweichte, am Rand einer Hohlform eingespannte Folie mittels eines Vorziehstempels in die Hohlform eingezogen und anschließend mittels Differenzdrucks gegen die Innenfläche der Hohlform gedrückt und erstarren gelassen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie mit ihrem Mittelteil durch Ansaugen oder Andrücken während ihres gesamten Einziehens in die Hohiform bzw. bis über das Einsetzen des Differenzdruckes hinaus an der Stirnseite des Vorziehstempels festgehalten wird. .

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie an der Stelle ihres Festhaltens am Vorziehstempel auf eine geringere Temperatur als in ihrem übrigen Tiefziehbereich erwärmt wird. .