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Vorrichtung zum kontinuierlichen Herstellen von Behältern aus Kunststoff-Folie
im Tiefziehverfahren Zusatz zur Anmeldung: B 51426 X/39 a2-Auslegeschrift 1 174047
Die Hauptpatentanmeldung B 51426 X/ 39 a2 (deutsche Auslegeschrift 1174 047) beschreibt
ein Verfahren und eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Herstellen von Behältern
aus Kunststoff-Folie im Tiefziehverfahren aus einer absatzweise zugeführten, vorher
durch Anwärmen ziehfähig gemachten Folienbahn welches dadurch gekennzeichnet ist,
daß man die Folienbahn zunächst im Randumfang des beabsichtigten Ziehlings mechanisch
ankerbt, in der gleichen Wärme den Ziehvorgang ausführt, die angekerbte Randzone
des Ziehlings bis zur Sprödigkeit abkühlt und den Ziehling unter Herausbrechen aus
der Folienbahn aus der Form ausstößt, wobei vorzugsweise der Vorschub der Folienbahn
und die Intensität ihrer Beheizung in Abhängigkeit von dem Erweichungsgrad gesteuert
wird, den die nächste zur Bearbeitung kommende Folienfläche vor Eintritt in die
Bearbeitungszone erreicht hat. Ein weiterer Gegenstand der Hauptpatentanmeldung
ist eine hydraulisch, mechanisch, hydraulisch-mechanisch oder pneumatischhydraulisch-mechanisch
betätigte Vorrichtung zur Ausübung des gekennzeichneten Verfahrens.
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Es ergab sich nun in der weiteren Entwicklung die Aufgabe, die in
der Hauptpatentanmeldung beschriebene Vorrichtung in ihrer Wirkungsweise zu vereinfachen
und sie außerdem leichter zugänglich und mit geringerem Raumbedarf zu gestalten.
Im Interesse der Erzielung hoher Arbeitsgeschwindigkeiten ergab sich weiterhin die
Aufgabe, das Gewicht der beweglichen Teile zu verringern. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß
durch die nachstehenden Abwandlungen der in der Hauptpatentanmeldung beschriebenen
Maschine gelöst. Wegen des generellen Aufbaus dieser Maschine wird auf die Beschreibung
der Hauptpatentanmeldung Bezug genommen.
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In der Zeichnung (F i g. 1) ist schematisch die Wirkungsweise der
nach der Hauptpatentanmeldung zur Bewegung der Werkzeugplatten vorgesehenen Druckzylinder
dargestellt. Die Druckzylinder sind so angeordnet, daß auf der Druckseite A der
volle Öldruck zur Auswirkung kommt, während auf der Differentialseite B, bedingt
durch die starken Differentialkolbenstangen, ein geringeres Ölvolumen zum Auseinanderbewegen
der Werkzeuge benötigt wird. Dadurch wird die Literleistung der Ölpumpe in erträglichen
Grenzen für die vorgesehene Anzahl Arbeitstakte je Minute gehalten, für die die
Maschine auszulegen ist. Eine derartige Anordnung von Druckzylindern bedingt aber
eine lang auseinandergezogene Maschinenkonstruktion, und die Bewegung für die vordere
Werkzeugplatte, die mit Pfeil gekennzeichnet ist, erfordert die zusätzliche Bewegung
der seitlichen
Holme, so daß infolgedessen größere Massen bewegt werden müssen.
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Der Mechanismus für die Bewegung der Werkzeugplatten wird erfindungsgemäß
verkleinert, leichter zugänglich und leichter beweglich gestaltet, indem man die
Druckzylinder durch Zugzylinder ersetzt.
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F i g. 2 zeigt die in den Pfeilrichtungen gegeneinander beweglichen
Werkzeugplatten, die derart ange ordnet sind, daß sie von Zugzylindern C, C und
D, D bewegt werden. Die Zugzylinder können diagonal am feststehenden Maschinenrahmen
angeordnet sein. Die Zylinder C, C und D, D wirken unmittelbar auf die Werkzeugträgerplatten,
denen sie zugeordnet sind, und bewegen sie durch Zug in Richtung der Bewe gungspfeile.
Dies ergibt eine gedrängtere Konstruktion als bei der in F i g. 1 dargestellten
Anordnung mit Druckzylindern. Der Zugang zu den Werkzeugträgerplatten ist nicht
durch Konstruktionsteile verbaut, und der Einbau und das Auswechseln der Zieh-und
Stanzwerkzeuge ist wesentlich erleichtert. Die Zugzylinder können mit dünnen und
leichteren Kolbenstangen ausgerüstet sein. Im ganzen ist das Ge wicht der bewegten
Teile wesentlich verringert.
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Daß bei dieser Konstruktion die Zugseite der Zylinder dazu benutzt
wird, den Hochdruck zu erzeugen, kann zunächst als Nachteil erscheinen, der aber
durch eine zusätzliche Maßnahme voll ausgleichbar ist. Der mit einer dünnen und
leichten Kolbenstange ausgerüstete Zugzylinder benötigt für seine Bewegung entsprechend
seiner Auslegung und seinen Druckverhältnissen eine bestimmte Menge Ö1. Die Druckseite
des Zylinders ist nun die volle Kolbenfläche, die jedoch zum Öffnen und Auseinanderfahren
des
Werkzeuges nicht voll beaufschlagt wird.
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Um das Ölvolumen nicht über die Pumpe zuführen zu lassen, kann man
die voll beaufschlagte Kolbenfläche mit einem konstanten Luftdruck beaufschlagen.
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Dadurch wird das in der Rückseite des Zylinders befindliche Öl nicht
mehr über den Erzeuger bzw. über die Pumpe geleitet, sondern es pulsiert, angetrieben
durch die Zugseite des Zylinders, mit der Kolbenbewegung laufend hin und her.
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F i g. 2 zeigt an der Druckseite der Zylinder C, C ein zusammengeschlossenes
Leitungssystem H, das in einen Ölbehälter F führt, der mit Hilfe eines Luftkessels
(nicht dargestellt) mit einem konstanten Luftdruck G beaufschlagt wird. Sämtliche
Druckleitungen können zusammengeschlossen werden und sind ungesteuert. Der nunmehr
reduzierbare Luftdruck und über das Gefäß F auftretende Öldruck wirkt konstant auf
die kolbenbeaufschlagte Druckseite der Zylinder.
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Die Zugseite des Zylinders kann nun durch Dreiwegeventile, im Gegensatz
zu Vierwegeventilen, gesteuert werden. Durch Erhöhung des Öldruckes an der Zugseite
um 10 atü wird, da der Gegendruck von 10 atü konstant ist, die in der Druckseite
des Zylinders befindliche Ölmenge einfach in den Behälter F zurückgedrängt, sobald
die Zugseite durch das zugehörige Elektroventil beaufschlagt wird. Nun beträgt das
gesteuert über die Pumpe kommende Ölvolumen nur noch etwas mehr als die Hälfte des
mit Druckzylinder gemäß F i g. 1 gesteuerten Ölvolumens (bei einer Drucksteigerung
von 10 atü).
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Zur weiteren Verbesserung der in der Hauptpatentanmeldung beschriebenen
Vorrichtung ist erfindungsgemäß die Vorschubeinrichtung für die zu verarbeitende
Folienbahn als Kombination einer festen und einer beweglichen Klemmeinrichtung für
die Folienbahn ausgebildet.
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Fig. 3 zeigt schematisch die einfache bewegliche Klemmvorrichtung
der Maschine der Hauptpatentanmeldung im Eingriff mit einem senkrecht verlaufenden
Stück der Folienbahn, während mit W die Teile des Zieh- und Stanzwerkzeuges angedeutet
sind.
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Bei dieser Anordnung muß das Werkzeug geöffnet sein, ehe sich die
bewegliche Klemmeinrichtung mit der in ihr eingeklemmten Folienbahn nach abwärts
bewegen kann. Nach dieser Abwärtsbewegung wird das Werkzeug geschlossen, während
die bewegliche Klemmvorrichtung in ihrer unteren Stellung stehenbleiben muß. Erst
wenn das Werkzeug sich nach dem Ziehvorgang wieder öffnet, kann sich auch die Klemmeinrichtung
wieder öffnen und nach oben geführt werden. Diese Klemmeinrichtung hat also eine
notwendigerweise lange Verweilzeit in ihrer unteren Endstellung, und sie muß daher
außerhalb der Einstrahlungsebene der Beheizungseinrichtung (nicht dar gestellt)
für die Folienbahn angeordnet sein, um zu vermeiden, daß die längere Zeit in ihrer
untersten Stellung stehende Klemmeinrichtung einen Teil der auf die Folie gerichteten
Wärmestrahlen abschirmt und nicht auf die Folie gelangen läßt, so daß die jeweils
beheizte Teilfläche der Folienbahn in sich ungleichmäßig erwärmt und erweicht wird.
Die Anordnung der einzigen Klemmeinrichtung außerhalb der Beheizungsebene der Folienbahn
bedingt aber eine unerwünscht hohe Bauhöhe der Maschine.
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Erfindungsgemäß wird dieses Problem dadurch gelöst, daß die Vorschubeinrichtung
für die Folienbahn aus der Kombination einer festen und einer beweglichen Einklemmvorrichtung
besteht, die in ihrer
Bewegung derart aufeinander abgestimmt sind, daß jeweils die
eine oder die andere im Eingriff mit der Folienbahn steht und diese einspannt, wie
in Fig. 3b dargestellt ist. Zunächst steht die schraffiert gekennzeichnete bewegliche
Klemmeinrichtung mit der Folienbahn im Eingriff und bewegt sich mit dieser für einen
Vorschubhub nach abwärts, während die fest an der Maschine angeordnete Klemmeinrichtung
auseinandergefahren ist (linkes Bild von F i g. 3 b). Sofort nachdem die bewegliche
Einklemmführung den Endpunkt ihrer Abwärtsbewegung erreicht hat, schließt sich die
feste Einklemmvorrichtung und hält nun ihrerseits die Folienbahn eingespannt. Es
braucht daher nicht gewartet zu werden, bis das Werkzeug W, das während der Abwärtsbewegung
der beweglichen Klemmeinrichtung natürlich offen war, sich wieder schließt und die
Folie einspannt. Diese Einspannung ist ja vielmehr bereits von der festen Klemmeinrichtung
bewerkstelligt worden. Infolgedessen kann die bewegliche Klemmeinrichtung unverzüglich,
nachdem sie die unterste Stellung ihres Vorschubweges erreicht hat und während das
Werkzeug W sich noch nicht um die Folie geschlossen hat, wieder nach aufwärts in
ihre obere Stellung zurückgeführt werden. Um ein unabhängiges und zügiges Arbeiten
der Klemmeinrichtung zu erreichen, kann diese unabhängig vom Schaltzyklus der Maschine
selbsttätig gesteuert werden, da ja der Vorgang des Folienvorschubes immer der gleiche
ist. Indem auf diese Weise die den Folienvorschub bewirkende bewegliche Klemmeinrichtung
immer nur kurzzeitig in ihrer untersten Stellung steht und sofort wieder, noch ehe
sich das Werkzeug um die Folie geschlossen hat, nach oben geführt wird, ist es unbedenklich,
wenn die bewegliche Klemmvorrichtung sich über die Ebene bewegt, innerhalb deren
die Wärmestrahlen der Beheizungseinrichtung auf die Folie fallen. Weil die bewegliche
Klemmeinrichtung der Erfindung vor jedem Punkt dieser Ebene nur ganz kurzzeitig
steht, werden die Intensität und Gleichmäßigkeit der Einwirkung der Wärmestrahlen
auf die Folienbahn praktisch nicht beeinträchtigt.
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Die vervollkommnete Vorschubeinrichtung der Erfindung macht die Maschine
auch zur Verarbeitung von gereckten Folienbahnen sowie von Folien aus solchen Kunststoffen
geeignet, die, wie beispielsweise Polyolefinfolien, beim Erwärmen für das Tiefziehen
zum Werfen und Verziehen neigen, wenn sie nicht fest eingespannt sind.