DE29605249U1

DE29605249U1 - Formwerkzeug

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Publication number: DE29605249U1
Application number: DE29605249U
Authority: DE
Original assignee: Gizeh Werk GmbH
Current assignee: Gizeh Verpackungen & Co Kg De GmbH
Priority date: 1996-03-21
Filing date: 1996-03-21
Publication date: 1997-07-17
Anticipated expiration: 2006-03-22

Description

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Düsseldorf essen "" " Wl-phys. DR. PETER PALGEN

&pgr; l:s-S lld &ogr; rt essen dipl-phys. DR. H. SCHUMACHER

EUROPEAN PATENT ATTORNEYS

unser zeichen: Dr.P./Sch Düsseldorf, den 20.03.1996

95 648 (8)

Gizeh-Werk GmbH in 51702 Bergneustadt

Formwerkzeug

Die Erfindung bezieht sich auf ein Formwerkzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein derartiges Formwerkzeug ist aus der DE 31 09 415 Cl bekannt. Die Herstellung des Formteils umfaßt zunächst einen Tiefziehvorgang, an den sich ein Blasvorgang anschließt, um das durch das Tiefziehen vorgeformte noch plastische Formteil an die Formwand anzulegen, wodurch es die endgültige Form erhält und sich abkühlt. Der bei der DE 31 09 415 an jedem Niederhalter im Formoberteil vorhandene Kühleinsatz dient dazu, das untere Ende des Niederhalters, welches sich auf die Folie setzt, zu kühlen, um die Ausbildung des Randes des Formteils zu verbessern. Bei der bekannten Ausführungsform ist die Schneidkante des Formoberteils an dem den Kühleinsatz umgebenden Bereich des Formoberteils ausgebildet. Da die in Rede stehenden Werkzeuge praktisch nie als Einzelwerkzeuge ausgebildet sind, sondern meist eine Anordnung von sechs, acht bis über zwanzig Einzelformen umfassen, ist entweder die ganze die Kühleinsätze aufnehmende Platte des Formoberteils wegen der Schneidkanten gehärtet, oder es ist an jedem Kühleinsatz in die betreffende dann nicht gehärtete Platte ein gehärteter Schnittring eingesetzt.

Es ist bekannt, die Schneidkante am Formunterteil an dem jeweiligen Formnest in der Schnittstempelplatte am oberen Rand der Kühlbüchse selbst auszubilden, die dement-

1) JHiVI I)1¹SSIM.15(1111·· Ml'I.VANYSTRASSIi 2 TI-LHFON 40 ; :il / 0(5 145 0 TELHFAX 40 /211 / 9S 145 ■ 20

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i'OSTOmo KOLNlIiLZ 37(1 KKl 5(1) 115211 •504

sprechend ganz aus Stahl bestehen und zumindest in dem oberen, die Schneidkante tragenden Bereich gehärtet sein muß. Die Kühlbüchse ist ein dünnwandiges zylindrisches Teil, welches auf der Außenwand durch schraubenförmig angeordnete Rippen einen oder mehrere wendeiförmige Kühlkanäle bildet. Ein solches Teil Verzugs- und rißfrei zu härten, ist schwierig und entsprechend kostspielig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Schneidkante des Formunterteils auf einfachere Weise bereitzustellen .

Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 wiedergegebene Erfindung gelöst.

Die Herstellung eines gehärteten Rings ist wesentlich einfacher als die Herstellung einer ganzen gehärteten Kühlbüchse, die in ihrem der Schneidkante entfernten Bereich überhaupt nicht aus härtbarem Material bestehen muß, weil sie ja dort nur die Funktion der Bildung der Kühlwendeln hat.

Indem die Ausbildung aus härtbarem Material auf die Zone beschränkt wird, in der dies wirklich erforderlich ist, ergeben sich erhebliche Vereinfachungen und Einsparungen.

So kann zum Beispiel die Kühlhülse gemäß Anspruch 2 aus Aluminium gefertigt werden, was leicht bearbeitbar ist und außerdem noch den Vorteil eines verbesserten Wärmeübergangs zum Formeinsatz hin bietet. Die Kühlhülse kann hartanodisiert sein und PTFE-Einlagerungen in der Oberfläche aufweisen.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.

Fig. 1 zeigt einen vertikalen Teilschnitt durch den Randbereich des Formwerkzeugs mit einem Formnest;

Fig. 2 ist eine vergrößerte Wiedercjabe des Kühlbüchsenbereichs aus Fig. 1;

Fig. 3 ist eine Ansicht des Schnittrings der Fig. 2 von oben.

Wenn bei der Beschreibung des als Ganzes mit 100

bezeichneten Formwerkzeugs von einem Form'unterteil' (Unterwerkzeug) 10 und einem FormOberteil' (Oberwerkzeug) 20 die Rede ist, so entspricht dies dem gezeigten Ausführungsbeispiel, bei welchem sich der Vorstrecker (oder auch Streckhelfer) 25 aus dem oben angeordneten Formoberteil 20 nach unten in das Formunterteil 10 hineinbewegt. Es versteht sich jedoch, daß die Anordnung auch umgekehrt getroffen sein und sich der Vorstrecker 25 von unten nach oben bewegen kann und daß auch die Schnittebene S, die das Formoberteil 20 nach unten begrenzt und in der sich die eine Gruppe der Schneidkanten, die das Formteil nach der Formung aus der Folienbahn 40 heraustrennen, befindet, nicht horizontal wie in dem Ausführungsbeispiel angeordnet sein muß.

Auf einer nur angedeuteten Trägerplatte 1 sind vertikale Führungssäulen 2 angeordnet, an denen das Formoberteil 20 vertikal verschiebbar gelagert ist. Zwischen den Säulen 2 ist auf der Trägerplatte 1 eine Schnittstempelplatte 3 angeordnet, die eine Mehrzahl von zylindrischen Ausnehmungen 4 aufweist, die die Formnester F bilden und deren Zahl der Zahl der in dem Formwerkzeug 100 gleichzeitig herstellbaren Formteile, z.B. Kunststoffbecher, entspricht .

In jeder der Ausnehmungen 4 ist eine Kühlbüchse 5 angeordnet, die am Außenumfang eine schraubenförmig umlaufende Rippe 6 aufweist, die einen ebenso schraubenförmig umlaufenden Kühlmittelkanal 7 bildet. In der Kühlhülse 5 sitzt ein in Fig. 1 strichpunktiert nur angedeuteter Formeinsatz 8, dessen Innengestalt 9 die Außenseite des herzustellenden Formteils, in dem Ausführungsbeispiel also des Kunststoffbechers formt. Die Kühlhülse 5 und der Formeinsatz 8 bilden zusammen die in dem jeweiligen Formnest F angeordnete Form 50. Durch eine Öffnung 11 im Boden der Kühlhülse 5 ist Zugang für einen nicht dargestellten Auswerfer geschaffen, der das fertige Formteil aus dem Formeinsatz 8 heraushebt. An dem oberen Ende der Kühlhülse 5 ist ein separater gehärteter Schnittring 42 mit einer

oberen Stirnfläche 12 angeordnet, die über die Oberseite 3' der Schnittstempelplatte 3 hervorsteht und an ihrem äußeren Rand eine scharfe Schneidkante 13 bildet.

Das Formoberteil 20 umfaßt eine Niederhalterplattenanordnung 21, die in dem Ausführungsbeispiel aus der eigentlichen Niederhalterplatte 2 2 und einer darunter angeordneten Schnittplatte 2 3 besteht, deren untere Begrenzung die Schnittebene S ist. Die Niederhalterplatte 2 2 und die Schnittplatte 23 besitzen zu der Achse A der Ausnehmung 4 der Schnittstempelplatte 3 koaxiale Ausnehmungen 24,27, in denen der Niederhalter 30 in Richtung der Achse A verschiebbar bzw. ein ringförmiger, den unteren Bereich des Niederhalters 30 umgebender büchsenartiger Kühleinsatz 26 axial feststehend aufgenommen sind.

Die Niederhalter 30 sind topf- oder becherförmig mit zylindrischem Außenumfang 30' im oberen Bereich, der in der Ausnehmung 24 der Niederhalterplatte 22 gleitet, und einem zylindrischen Außenumfang 30'' etwas größeren Durchmessers im unteren Bereich, der in dem Kühleinsatz 26 gleitet.

Sämtliche Niederhalter 30 sind mit der offenen Seite nach unten gerichtet und mit ihrem Boden 30''' an einer über der Niederhalterplatte 22 angeordneten plattenförmigen Niederhalterbrücke 2 8 befestigt, die pneumatisch mit einer in ihrer Höhe und ihrem zeitlichen Verlauf wählbaren Kraft nach unten beaufschlagt wird und außerdem unter der Wirkung von nach unten drückenden Schraubenfedern 29 stehen, die sich an einer mit der Niederhalterplatte 22 fest verbundenen Kopfplatte 31 abstützen. Alle Niederhalter 30 werden also zwangsläufig gemeinsam und mit exakt gleichem Hub bewegt.

In jedem hülsen- oder topfförmigen Niederhalter 30 ist der Vorstrecker 25 angeordnet, der als leicht konischer, nach unten sich verjüngender, in seiner Außengestalt der Innengestalt des herzustellenden Formteils schon weitgehend entsprechender Block ausgebildet ist, welcher an einer Stange 34 vertikal aus der in Fig. 1 wiedergege-

benen Rückzugsstellung in dem Niederhalter 30 um eine etwa der Tiefe des Formteils entsprechende Strecke nach unten in dem Formeinsatz 8 verlagerbar ist.

Das Formwerkzeug 100 dient der Herstellung von Formteilen durch einen Thermoformen genannten Formvorgang, der ein Tiefziehvorgang mit pneumatischer Nachformung ist. Durch geeignete nicht dargestellte Mittel wird zwischen dem Formunterteil 10 und dem Formoberteil 20 eine Folienbahn 40 aus bis in den plastischen Temperaturbereich erwärmtem Kunststoff schrittweise hindurchgefördert. Wenn die Folienbahn 40 stillsteht, nähern sich das Formunterteil 10 und das Formoberteil 20 einander an und klemmen dabei die Folienbahn 40 zwischen der oberen Stirnseite 12 des jeweiligen Kühleinsatzes 5 und der unteren Stirnseite 32 des zugeordneten Niederhalters 30 ein. Der Vorstrecker 25 kommt herunter und zieht bei seinem Hub das Material innerhalb des Klemmbereichs nach unten in den Formeinsatz 8 hinein. Die dabei zwischen den Stirnflächen 12,32 herrschende Kraft muß genau gesteuert werden, damit am Rand des Formteils das richtige Nachgeben stattfindet und die Dicke des Randes dem gewünschten Betrag entspricht. Nach dem Tiefziehhub des Vorstreckers 25 wird durch die Zuleitung 35 Luft eingeblasen, die die noch biegeschlaffe vorgebildete Formteilwandung an den Innenumfang 9 des Formeinsatzes 8 anlegt. Sodann erfolgt eine weitere Annäherung des Formunterteils 10 und des Formoberteils 20, wobei die Stirnfläche 12 an jedem Formnest F den Niederhalter 30 nach oben zurückdrückt und die an ihrem äußeren Rand gebildete ringförmige Schneidkante 13 mit der an der Innenseite des Kühleinsatzes 26 gebildeten ringförmigen Schneidkante 33 zusammenwirkt und das Formteil außen um seinen Rand herum aus dem verbleibenden Gitter der Folienbahn 40 abtrennt. Die Gesamtzahl der hergestellten berandeten Formteile wird dann durch nicht dargestellte Auswerfer bei von einander entferntem Formunterteil 10 und Formoberteil 20 aus dem jeweiligen Formeinsatz 8 herausgehoben und durch Weiterbewegung des Gitters der Folienbahn

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40 aus dem Formwerkzeug 100 abtransportiert. Die Folienbahn 40 hält dann wieder an, und es beginnt der Zyklus von neuem.

Wie besonders aus Fig. 2 zu sehen ist, weist der Schnittring 42 an seinem Außenumfang einen Absatz 52 auf, mit welchem er auf dem inneren Rand der Ausnehmung 4 in der Schnittstempelplatte 3 aufruht. Der zylindrische Innenumfang 53 des Schnittrings 42 und der zylindrische Innenumfang 54 der Kühlbüchse 5 fluchten miteinander, so daß der Formeinsatz 8 {Fig. 1) unter Anlage an beiden Flächen 53,54 eingebracht werden kann. Dabei sitzt die untere Stirnseite 42' des Schnittrings 42 in der Ausnehmung 4 auf der oberen Stirnseite 5' der Kühlbüchse 5 auf, deren unteres Ende auf der Oberseite 1' der Trägerplatte 1 aufliegt und die somit in Achsrichtung der Ausnehmung 4 fixiert ist. Der Schnittring 42 hat außerhalb der Ausnehmung 4 die in Fig. 3 erkennbare Umrißgestalt und ist in vier Ecken mittels Schrauben 51 auf der Schnittstempelplatte 3 befestigt.

In Fig. 2 sind der benachbarte Schnittring 42 und die benachbarte Kühlhülse 5 teilweise angedeutet.

Der Schnittring 4 2 besteht aus einem im Hinblick auf die Schnitthaltigkeit auf hohe Härte härtbaren Stahl, die Kühlhülse 5 aus Aluminium.

Claims

1. Formwerkzeug (100) zur Herstellung von Formteilen, insbesondere von Bechern für Joghurt, Saft und dergleichen, unter Tiefziehen einer erwärmten thermoplastischen Kunststoffolie (40),

mit einem Formunterteil (10) mit mindestens einem Formnest zur Aufnahme einer eine Achse (A) aufweisenden Form für die Außengestalt des Formteils,

mit einer in dem Formnest angeordneten, die Form umgebenden, eine Kühlkanalanordnung bildenden Kühlbüchse (5) und einer im Bereich des oberen Endes der Kühlbüchse (5) ausgebildeten, ringsum verlaufenden Schneidkante (13),

mit einem gegen das Formunterteil (10) in Richtung der Achse (A) bewegbaren Formoberteil (20) mit einer auf der dem Formunterteil (10) zugewandten Seite durch eine zu der Achse (A) senkrechte Schnittebene (S) begrenzten Niederhalterplattenanordnung (21) mit je einer mit dem Formnest fluchtenden Ausnehmung (24,27),

mit Mitteln zum schrittweisen Hindurchführen der erwärmten Kunststoffolie (40) zwischen Formunterteil (10) und Formoberteil (20),

mit pro Formnest (F) einem in der Ausnehmung (24,27) der Niederhalterplattenanordnung angeordneten büchsen- oder topfförmigen Niederhalter (30), der mit seiner dem Pormunterteil (10) zugewandten Stirnseite (32) einer dem

1)41)2.1" I)I¹SSKLDORP Ml'I.VANYSTRASSE 2 TFLKFON 4^ r¹ 2t! / Dfi 14.1 ■ I) TIiMiFAX 40 / 211 / 96 [45 · 20

Formoberteil (20) zugewandten Stirnseite (12) an der Kühlbüchse (5) gegenüberliegt und bei Annäherung des Formunterteils (10) und des Formoberteils (20) unter Einklemmung der Kunststoffolie (40) gegen eine nachgiebige Kraft in Richtung der Achse (A) zurückdrückbar ist,

mit einem der Innengestalt des Formteile weitgehend angepaßten Vorstrecker (25), der zu Beginn eines Tiefziehhubs in dem Niederhalter (30) angeordnet ist und beim Tiefziehhub aus dem Niederhalter (30) heraus um eine im wesentlichen der Tiefe des Formteils entsprechende Strecke in die Form vorschiebbar ist,

und mit einer an dem Formoberteil (20) ausgebildeten, bei weiterer Annäherung des Formunterteils (10) und des Formoberteils (20) mit der Schneidkante (13) an der Kühlbüchse (5) zusammenwirkenden Schneidkante (33),

dadurch gekennzeichnet,

daß die Schneidkante (13) an einem separaten, auf die Kühlhülse (5) aufgesetzten gehärteten Schnittring (42) ausgebildet ist.

2. Formwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlhülse (5) aus Aluminium besteht.