DE9214132U1

DE9214132U1 - Anordnung zur thermoplastischen Verformung von Folien aus Kunststoff

Info

Publication number: DE9214132U1
Application number: DE9214132U
Authority: DE
Original assignee: Elkom-Elektroheizplatten-Technik 4970 Bad Oeynhausen De GmbH
Current assignee: Elkom-Elektroheizplatten-Technik 4970 Bad Oeynhausen De GmbH
Priority date: 1992-10-20
Filing date: 1992-10-20
Publication date: 1993-01-21
Anticipated expiration: 2002-10-21

Description

Dipl. Ing. Robert Meier
Patentanwalt

000 Frankfurt/Main 70
Ietefon 069-61 51 52

ELKOM-Elektroheizplattentechnik GmbH

4970 Bad Oeynhausen 16.10.1992 Me/W

Anordnung zur thermoplastischen Verformung von Folien aus Kunststoff

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur thermoplastischen Verformung von Folien aus Kunststoff bzw. von mit derartigen Folien kaschierten Papieren mit einem elektrisch aufheizbaren Werkzeug, dessen Gutseite eine mit den gewünschten Oberflächenstrukturen versehene Formfläche aufweist und in dem eine Evakuierungsleitung vorgesehen ist, von der Rohrleitungsstücke zu der Formfläche abzweigen.

Thermoplastisch verformte Kunststoff-Folien bzw. von mit derartigen Folien kaschierten Papieren werden in vielen Bereichen benötigt. Sie finden in der Verpackungsindustrie Anwendung, aber auch beispielsweise in Verbindung mit Innendekorationen als Wand bzw. Deckenelemente.

Die Werkzeuge zur Verformung dieser Folien sind aufwendig. Sie sind massiv aus Stahl oder Aluminium gefertigt und weisen auf ihrer Gutseite die gewünschte eingefräste Kontur auf. Dieses hatte zur Folge, daß für jede Folienverformung ein besonderes Werkzeug hergestellt werden mußte. Das Werkzeug ist zusätzlich mit Bohrungen versehen, in die sog. elektrische Heizpatronen eingebaut werden. Zudem ist eine lange Bohrung zur Druckluftzuführung oder zur Anlegung eines Vakuums notwenig. Zusätzlich müssen Bohrungen eingebracht werden, welche die Druckluft bzw. Vakuumleitung mit der Gutseite des Werkzeuges verbinden.

Die Folien bzw. die mit Papier kaschierten Folien werden unterhalb der Gutseite angeordnet. Hierfür kann eine automatische Transporteinrichtung verwendet werden. Im Betrieb ist das Werkzeug auf die erforderliche Verform-

temperatur der thermoplastischen Kunststoff-Folien aufgeheizt. Zur Verformung wird Vakuum an die dafür vorgesehene Leitung innerhalb des Werkzeuges angelegt und die Folien an die Gutseite des Werkzeuges angesaugt. Durch dessen Temperatur verformt sich dabei die thermoplastische Folie nach Maßgabe der eingefrästen Kontur. Ist dieser Vorgang beendet, wird Druckluft in die Evakuierungsleitung eingeführt, wodurch sich die verformte thermoplastische Folie von der Gutseite des Werkzeuges löst.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, derartige Anordnungen zur thermoplastischen Verformung von Folien aus Kunststoff bzw. von mit derartigen Folien kaschierten Papieren zu vereinfachen, vor allem so auszubilden, daß sie ohne großen Aufwand zur Herstellung von Folien mit unterschiedlichen Oberflächenstrukturen verwendet weredn können.

Es wurde gefunden, daß sich diese Aufgabe in einfacher Weise dadurch lösen läßt, daß das Werkzeug aus einer mit der Formfläche versehenen Formplatte und einer lösbar damit verbundenen Elektroheizplattenanordnung mit benachbarten Heizzonen besteht, zwischen denen die Evakuierungsleitung angeordnet ist.

Hierdurch ist es möglich, auf eine Grundkonstruktion,die aus Heizplattenanordnung mit dem Vakuumrohr besteht, beliebige Werkzeugplatten anzubringen. Hierdurch läßt sich der Aufwand für einen Produktwechsel, für neue Konturen, aber auch für Kunststoffschweißverbindungen, erheblich reduzieren. Die Elektroheizplattenanordnung kann für die unterschiedlichsten Anwendungen unverändert bleiben. Geändert werden muß nur die jeweilige Werkzeugplatte.

Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen 2 bis 15.

Als Evakuierungsleitung wird eine runde Bohrung innerhalb eines Vierkantprofils verwendet, welches sich einfach zwischen den Elektroheizplattenanordnungen anordnen läßt.

Um einen guten Wärmeübergang zu ermöglichen, sind die einander zugekehrten Flächen der Formplatte und der Elektroheizplattenanordnung als ebene Kontaktflächen ausgebildet. Dadurch werden praktisch Wärmeübergangsverluste

- 3 zwischen der Heizplattenanordnung und der Werkzeugplatte vermieden.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind als lösbare Verbindung zwischen der Formplatte und der Elektroheizplattenanordnung Verbindungsschrauben vorgesehen.

Von Vorteil ist, wenn die Anordnung als Quader mit rechteckigem Grundriß ausgebildet ist und in Längsrichtung verlaufende Randbereiche mit Schraublöchern für die Verbindungsschrauben versehen werden.

Weitere konstruktive Einzelheiten sind den Ansprüchen 7 und 8 zu entnehmen.

Eine weitere Vereinfachung der Anordnung ergibt sich dadurch, daß jede Elektroheizplattenanordnung aus sandwich-artig übereinanderliegenden Aluminiumheizplatten bestehen. Hierdurch wird erreicht, daß zur Erstellung der Elektroheizplattenanordnung an sich bekannte Heizplatten eingesetzt werden können. Wahlweise lassen sich mehrere derartiger Heizplattenanordnungen je nach dem Wärmebedarf zusammenfassen.

Konstruktiv werden die Aluminiumheizplatten zwischen zwei Deckplatten angeordnet, die mittels Spannschrauben zusammengespannt sind. Hierdurch wird erreicht, daß die Heizplattenanordnung trotz unterschiedlicher Temperaturen keine Formänderungen erfährt.

Die Evakuierungsleitung wird gemäß Anspruch 11 in der Anordnung installiert. Weitere Einzelheiten sind in den Ansprüchen 12 bis 14 gekennzeichnet.

Normalerweise liegt die erfindungsgemäße Anordnung einem Arbeitstisch gegenüber. Die Folie wird seitlich zugeführt. Mittels eines an sich bekannten Mechanismus wird dann die neuerungsgemäße Anordnung auf äen Arbeitstisch abgesenkt,wonach der Verformungsvorgang beginnen kann. Der Arbeitstisch kann ebenfalls aufgeheizt werden.

In einem besonderen Ausführungsbeispiel der Erfindung nach Anspruch 15 sind zwei Anordnungen gegenläufig zueinander vorgesehen. Es werden seitlich zwei

übereinander!iegende thermoplastische Folien zugeführt, die dann durch je ein Werkzeug verformt werden. Die Ränder dieser gegenüberliegenden Werkzeuge sind so ausgebildet, daß sie eine Randverschweißung der zwischen den beiden Werkzeugen befindlichen Folien vornehmen können.

Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen, die sich auf die Zeichnung bezieht.

Es zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Prinzipdarstellung der Erfindung entlang der Linie I/I in Fig. 2,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch die Anordnung nach Fig. 1, Fig. 3 ein Prinzipbild einer doppelt wirkenden Anordnung, Fig. 4 einen Querschnitt durch eine Elektroheizplattenanordnung, Fig. 5 eine Seitenansicht der Anordnung nach Fig. 4,

Fig. 6 eine Ansicht von unten auf eine Heizplattenanordnung nach Fig. 4 und

Fig. 7 ein Prinzipbild einer Anordnung mit zwei Evakuierungsleitungen.

Fig. 1 zeigt eine thermoplastische Folie 1, die in Richtung des Pfeiles gegenüber dem Werkzeug 4 bewegt wird. Dieses Werkzeug besteht aus einer Formplatte 5, in deren Formfläche 8 die gewünschten Konturen eingefräst sind. Die der Formfläche 8 gegenüberliegende Seite der Formplatte 5 weist eine Kontaktfläche 6 auf, die plan an einer Kontaktfläche 32 an der Elektroheizplattenanordnung 25, 26 anliegt.

Die Elektroheizplattenanordnung 25/26 weist eine Heizzone 23 und eine Heizzone 24 auf, zwischen denen eine Evakuierungsleitung 38 angeordnet ist. Diese Evakuierungsleitung 38 steht über Rohrleitungsstücke 40 und Rohrleitungsstücke 13, die durch die Formplatte 5 geführt sind, mit der Formfläche 8 in Verbindung.

Entlang der Seitenränder der Heizplattenanordnungen 25, 26 sind Schraublöcher 7 angeordnet, durch die Verbindungsschrauben 42 geführt sind, vermittels der die Heizplattenanordnungen 25, 26 mit der Formplatte 5 verbunden sind. Die Formplatte 5 weist Längsränder 11 sowie Querränder 12 (Fig. 2) auf, die die Formfläche 8 mit den Einfräsungen begrenzen.

Der Formplatte 5 liegt ein Arbeitstisch 9 gegenüber, gegenüber dem die Evakuierung erfolgt, infolge der die Folie 1 an die Formfläche 8 angepreßt wird.

Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt durch die in Fig. 1 dargestellte Prinzipanordnung der neuerungsgemäßen Anordnung.

Zwischen den Heizplattenanordnungen 25, 26 ist die Evakuierungsleitung 38 angeordnet, von der die Rohrleitungsstücke 40 abzweigen. Sie münden in Rohrleitungsstücken 13 innerhalb der Formplatte 5, die die Verindung zur Formfläche 8 herstellen.

In Fig. 2 ist die nicht verformte erste Folie 1 dargestellt, die in diesem Zustand auf dem Arbeitstisch 9 aufliegt. Die Darstellung in der Fig. 1 ist entlang der Linie I/I in Fig. 2 geschnitten.

Das Werkzeug 4 gemäß der Fig. 1 und 2 kann eine beliebige Länge aufweisen. Die Kontaktfläche 32 der Elektroheizplattenanordnungen 25, 26 liegt plan an der Kontaktfläche 6 der Formplatte 5 an.

Fig. 3 zeigt das Prinzipbild einer abgewandelten Anordnung mit zwei Werkzeugen 4, die gemäß Doppelpfeil voneinander weg und aufeinander zu bewegt werden können, und zwischen denen eine erste Folie 1 und eine zweite Folie 2 in Richtung des rechts dargestellten Pfeile hindurchtransportiert werden. Beide Werkzeuge 4 weisen eine Elektroheizplattenanordnung 25, 26 auf. Beide Elektroheizplattenanordnungen sind mit einer in Längsrichtung verlaufenden Evakuierngsleitung 38 versehen, von der jeweils Rohrleitungsstücke 40 in Rohrleitungsstücke 13 bzw. 22 enden, welche durch die obere Formplatte 5 bzw. durch die untere Formplatte 14 zur jeweiligen Formfläche 8 bzw. 17 geführt

sind. Gemäß Fig. 3 liegen die erste Folie 1 an der Formfläche 8 und die zweite Folie 2 an der Formfläche 17 an. Auf der Formfläche 17 sind Oberflächenstrukturen 18 dargestellt, die entsprechend auch an der Formfläche 8 angeordnet sind. Die obere Formplatte 5 ist durch Längsränder 11 und die untere Formplatte 14 durch Längsränder 19 begrenzt. Die Elektroheizplattenanordnung 25, 26 des oberen Werkzeuges 4 ist mittels Schrauben 42, die in Schraublöchern 7 angeordnet sind, mit der oberen Formplatte 5 verbunden, wohingegen die untere Elektroheizplattenanordnung 25, 26 mittels Spannschrauben 42, die in Schraublöchern 16 sitzen, mit der unteren Formplatte 14 verbunden.

Dort, wo die jeweiligen Randbereiche der Formplatten 5 bzw. 14 einander gegenüberliegen, können die erste Folie 1 und die zweite Folie 2 durch Schweißnähte 3 miteinander verbunden werden. Die Formplatten 5 und 14 sind durch die Elektroheizplattenanordnungen 25 und 26 so aufgeheizt, daß die entlang der Längsränder 11 und 19 vorhandene Wärme ausreicht, um die Schweißnähte 3 zu bewirken.

An die Evakuierungsleitungen 38 kann je nach Wunsch ein Vakuum angelegt werden, um die jeweilige Folie an die Formfläche 8 bzw. 17 zu ziehen, oder Druckluft angelegt werden, um die Folien 1, 2 von den Formflächen 8 bzw. 17 zu lösen, nachdem die beiden Werkzeuge 4 in Fig. 3 auseinandergefahren sind.

In Fig. 2 ist beim dargestellten, oberen Werkzeug 4 die Formplatte 5 durch einen Querrand 12 begrenzt. Beim unteren Werkzeug ist die Formplatte 14 durch einen nicht dargestellten Querrand 21 begrenzt. Die Einfräsungen in den jeweiligen Formflächen 8 und 17 befinden sich zwischen den Querrändern 12 bzw. 21 und den Längsrändern 11 bzw. 19.

Fig. 4 zeigt schematisch den konstruktiven Aufbau der Elektroheizplattenanordnung 25 bzw. 26. Die Elektroheizplattenanordnungen bestehen aus in Sandwich-Bauweise übereinanderliegenden Aluminiumheizplatten 27, in denen in an sich bekannter Weise Heizdrähte 28 angeordnet sind. Oberhalb und unterhalb der Aluminiumheizplatten ist eine obere erste Deckplatte 29 und eine untere zweite Deckplatte 31 angeordnet. Die Deckplatten 29 und 31 werden

durch Spannschrauben 33 zusammengehalten. Dabei werden, wie die Figur erkennen läßt, beiderseits Randstreifen 35 mit zusammengespannt, die in den Randbereichen 34 der Elektroheizplattenanordnung 25 und 26 angeordnet sind.

Entlang der Mittellängsachse 36 ist ein Vierkantprofil 37 erkennbar, in dem die Evakuierungsleitung 38 angeordnet ist. Fig. 4 läßt erkennen, daß die Seitenlänge des Vierkantprofils 27 der Höhe der gemäß Fig. 4, 5 übereinanderliegenden Aluminiumheizplatten 27 entspricht.

Fig. 4 läßt auch erkennen, daß die links dargestellte Elektroheizplattenanordnung 25 eine Heizzone I, 23, bildet und die rechts dargestellte Elektroheizpl attenanordnung 26 zur Heizzone II, 24, gehört.

Fig. 4 zeigt ferner eine in Richtung der Mittellängsachse 36 verlaufende Bohrung 46 für einen Temperaturfühler 45, durch den die Beheizung der Werkzeuge 4 gesteuert wird.

Fig. 5 zeigt eine Draufsicht auf die in Fig. 4 im Schnitt gezeigte Anordnung. Deutlich sind die Randbereiche 34 sowie die Heizzone I, 23, und die Heizzone II, 24, erkennbar. In diesen Heizzonen sind zwischen der ersten Deckplatte 29 und der zweiten Deckplatte 31 die Aluminiumheizplatten 27 sowie die Randstreifen 35 angeordnet. Die Deckplatten werden, wie erläutert, durch Spannschrauben 33 zusammengehalten.

Fig. 5 zeigt, daß vor einer der Heizzonen Anschlußkasten 43 und vor der anderen Heizzone ein Anschlußkasten 44 vorgesehen sind. Durch diese Anschlußkästen 43 und 44 erfolgt die Stromzuführung zu den Heizdrähten 28 der Aluminiumheitplatten 27.

Fig. 6 zeigt eine Heizplattenanordnung in Draufsicht auf die Kontaktfläche 32.Mit gestrichelten Linien ist die Evakuierungsleitung 38 dargestellt, die in einem Vakuumanschluß 39 endet. Aus der Evakuierungsleitung 38 treten die Enden der Rohrleitungsstücke 40 aus. Entlang der Seitenkanten der Heizzonen

23 bzw. 24 sind die Schraublöcher 7 angeordnet. Deutlich ist erkennbar, daß die Evakuierungsleitung 38 entlang der Mittellängsachse 36 verläuft.

An einer Schmalseite 41 sind die Anschlußkästen 43 und 44 angeordnet.

Fig. 7 schließlich zeigt schematisch ein Werkzeug 4 mit einer Formplatte 5 und einer Elektroheizplattenanordnung 25, 26 in der im dargestellten Ausführungsbeispiel zwei Evakuierungsleitungen 38 angeordnet sind. Deutlich sind die Rohrleitungsstücke 40 bzw. 13 erkennbar, die von den Evakuierungsleitungen 38 abzweigen.

Ohne Am Kern der Erfindung etwas zu ändern, kann die erfindungsgemäße Anordnung mehrere Evakuierungsleitungen 38 aufweisen, wenn es die Breite der Werkzeuge erfordert.

In allen Ausführungsbeispielen nach Erhitzung der Folie bzw. der Folien durch Evakuierung die Folie an die jeweilige Formfläche bzw. 17 angesaugt. Die hinreichend erhitzten Folien passen sich dann der Oberflächenstruktur 18 der Formflächen 8 bzw. 17 an. Wenn dieser Vorgang beendet ist, wird Druckluft auf die Evakuierungsleitung bzw. die Evakuierungsleitungen 38 angelegt und die Folien lösen sich von ihren Formflächen. Wenn das Werkzeug 4 gemäß Fig. 1 vom Arbeitstisch 9 abgehoben bzw. wenn die Werkzeuge 4 gemäß Fig. 3 hinreichend auseinandergefahren sind, können die verformten Folien entnommen werden.

ELKOM-Elektroheizplattentechnik GmbH 4970 Bad Oeynhausen

Liste der verwendeten Bezeichnungen

1 erste Folie

2 zweite Folie

3 Schweißnaht

4 Werkzeug

5 Formplatte

6 Kontaktfläche

7 Schraubloch

8 Formfläche

9 Arbeitstisch 10

11 Längsrand

12 Querrand

13 Rohrleitungsstück

14 Formplatte

15 Kontaktfläche

16 Schraubloch

17 Formfläche

18 Oberflächenstruktur

19 Längsrand 20

21 Querrand

22 Rohrleitungsstück

23 Heizzone I

24 Heizzone II

25 Elektroheizplattenanordnung

26 Elektroheizplattenanordnung

27 Aluminiumheizplatte

28 Heizdraht

29 erste Deckolatte 30

31 zweite Deckplatte

32 Kontaktfläche

33 Spannschraube

34 Randbereich

35 Randstreifen

36 Mittellängsachse

37 Vierkantprofil

38 Evakuierungsleitung

39 Vaku-Anschluß

40 Rohrleitungsstück

41 Schmalseite

42 Verbindungsschraube

43 Anschlußkasten

44 Anschlußkasten

45 Temperaturfühler

46 Bohrung

Claims

ELKOM-Elektroheizplattentechnik GmbH Bad Oeynhausen Ansprüche

1. Anordnung zur thermoplastischen Verformung von Folien aus Kunststoff bzw. von mit derartigen Folien kaschierten Papieren und einem elektrisch aufheizbaren Werkzeug, dessen Gutseite eine mit den gewünschten Oberflächenstrukturen versehene Formfläche aufweist und in dem eine Evakuierungsleitung vorgesehen ist, von der Rohrleitungsstücke zu der Formfläche abzweigen,

dadurch gekennzeichnet,

daß das Werkzeug (4) aus einer mit der Formfläche (8, 17) versehenen Formplatte (5, 14) und einer lösbar damit verbundenen Elektroheizplattenanordnung (25, 26) mit benachbarten Heizzonen, (23, 24) besteht, zwischen denen die Evakuierungsleitung (37, 38) angeordnet ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Evakuierngsleitung (37, 38) als runde Bohrung (38) innerhalb eines Vierkantprofils (37) verläuft.

3. Anordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die einander zugekehrten Flächen der Formplatte (5, 14) und der Elektroheizplattenanordnung (25, 26) als ebene Kontaktflächen (6, 15; 32) ausgebildet sind.

4. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als lösbare Verbindung zwischen der Formplatte (5, 14) und der Elektroheizplattenanordnung (25, 26) Verbindungsschrauben (42) vorgesehen sind.

5. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Quader mit rechteckigem Grundriß ausgebildet ist und in Längsrichtung verlaufende Randbereiche mit Schraublöchern (7, 16) für die Verbindungsschrauben (48) aufweist.

6. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Evakuierungsleitung (38) entlang der Mittellängsachse (36) der Elektroheizplattenanordnung (25, 26) verläuft.

7. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenstruktur (18) in der Formfläche (8, 17) zwischen den Längsrändern (11, 19) der Formplatte (5, 14) und deren Querrändern (12, 21) eingearbeitet, vorzugsweise eingefräst ist, und daß zwischen der Evakuierungsleitung (38) und der Formfläche (8, 17) in der Elektroheizplattenanordnung (25, 26) und der Formplatte (5, 14) konzentrisch zueinander verlaufende Rohrleitungsstücke (13, 22) angeordnet sind.

8. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die

Evakuierungsleitung (38) in einem Vaku-Anschluß (39) und die Heizdrähte (28) für die Heizzonen (23, 24) in Anschlußkästen (43, 44) enden, die an einer Schmalseite (41) der Elektroheizplattenanordnung (25, 26) angeordnet sind.

9. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß jede Elektroheizplattenanordnung (25 oder 26) aus sandwichartig übereinanderliegenden Aluminiumheizplatten (27) bestehen.

10. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Aluminiumheizplatten (27) zwischen zwei Deckplatten (29, 31) angeordnet sind, die mittels Spannschrauben (33) zusammengespannt sind.

11. Anordnung nach den Ansprüchen 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen zwei Elektroheizplattenanordnungen (25, 26) - entlang der Mittellängsachse (36) - das Vierkantprofil (37) mit der Evakuierungsleitung (38) angeordnet ist.

12. Anordnung nach den Ansprüchen 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Randbereiche (34) der Elektrohei/plattenanordnung (25, 26) durch übereinanderliegende, von den Deckplatten (29, 31) zusammengepreßte Randstreifen (35) ausgefüllt sind.

13.Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizdrähte (28) in den Aluminiumheizplatten (27) gleichlaufend zur Mittellängsachse (36) verlaufen.

14. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 13, gekennzeichnet durch einen Temperaturfühler (45), der in einer gleichlaufend zur Mittellängsachse (36) verlaufenden Bohrung (46) in einer Elektroheizplattenanordnung (25 oder 26) sitzt.

15. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 14, gekennzeichnet durch zwei einander gegenüberliegende und zusammen- und auseinanderfahrbare Werkzeuge (4).