DE2857541C2 - Verfahren zum herstellen von verformten gegenstaenden, vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens und nach diesem verfahren hergestellte gegenstaende - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf Tiefziehvorrichtungen zum Ziehen von Gegenständen aus dünnen Platten bzw. Folien nach dem Oberbegriff des Patentanspruches. Insbesondere handelt es sich bei den tiefgezogenen Gegenständen um Kunststoffbehälter.

Behälter, die eine außerordentlich geringe Wandstärke aufweisen, und die aus Metallfolie oder Metallblech, z. B. Aluminiumfolie oder Zinnblech, oder aber aus einem Kusnststoffilm oder aus einer Kunststoffplatte oder aus ihren Laminaten bestehen, sind in großer Vielfalt zum Verpacken von Nahrungsmitteln, Arzneimitteln und dergl. verwendet worden. Derartige Behälter sind jedoch kaum durch Tiefziehen hergestellt worden. Dies hat folgende Gründe: Die Folien, dünnen Platten und Filme und Laminate in Form von Rohlingen haben eine recht geringe Steifigkeit. Wenn die Rohlinge nach den üblichen Tiefziehmethoden gezogen werden, treten in erheblichem Maße Falten an dem verformten Gegenstand, z. B. einem Behälter oder Gehäuse an der abgerundeten Kante der Form auf und diese Falten sind vollständig über den Flansch und den Seitenwandteil des Gehäuses verteilt. Dies beeinträchtigt erheblich das Aussehen der Behälter. Zusätzlich ist es nicht möglich, die Behälter mit ihren Flanschteilen durch Deckel hermetisch zu versiegeln, um das Austreten des Inhalts oder die Beschädigung des Inhaltes durch eintretende Luft und Feuchtigkeit zu verhindern.

Um diese Schwierigkeiten zu überwinden, wird eine Methode im großen Umfange verwendet, bei der ein durch Wärmeeinwirkung erweichter Kunststoffilm oder eine durch Wärmeeinwirkung erweichte dünne Kunststoffplatte oder ein Verbundfilm oder eine dünne Verbundplatte aus Kunststoffmaterialien einer Formgebung durch Druckluft oder Vakuum zur Erzeugung eines verformten Gegenstandes ausgesetzt werden. Diese Methode ist das sogenannte Aufweitverfahren, das nur auf Kunststoffilme oder dünne Kunststoffplatten angewendet werden kann, die sich um 100% bis 200% oder darüber bei durch Wärme erweichtem Zustand strecken lassen.

Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß ein Aufheizvorgang erforderlich ist und es im Gegensatz zum Tiefziehverfahren nicht möglich ist den Rohling einer Kaltverformung auszusetzen, die bei Raumtemperatur oder einer Temperatur um Raumtemperatur durchgeführt wird. Dieses Verfahren kann auch nicht für Aluminiumfolie, Laminate oder Zinnfolie verwendet werden.

Wenn Behälter ausschließlich aus Kunststoff hergestellt werden sollen, ist es andererseits schwierig, einen vollständigen Abschluß gegen Sauerstoff oder Feuchtigkeit zu erzielen, d. h., daß solche Behälter nicht zum Verpacken von Nahrungsmitteln verwendet werden können, die über längere Zeit bei Raumtemperatur frisch gehalten werden sollen. Um diesen Nachteil zu vermeiden, sind erst in jüngerer Zeit Laminate aus Aluminiumfolie oder dergl. sowie Kunststoffilme oder dünne Platten entwickelt worden. Hierbei soll im Hinblick auf die Materialersparnis und die Kosteneinsparung die Aluminiumfolie so dünn wie möglich sein, andererseits muß aber sichergestellt sein, daß der Inhalt im Behälter nicht durch Sauerstoff und Feuchtigkeit beeinflußt wird. Laminate aus dünner Aluminiumfolie mit einer Dicke von 7 bis 30 μπι und Polyester, Polyäthylen, Polypropylen, Nylon- oHer Polycarbonatfilmen usw. mit einer Diicke in der Größenordnung von μΐη sind zum Verpacken von Nahrungsmitteln oder dergl. vorgeschlagen worden. Da ein derartiges Laminat Aluminiumfolie enthält, beträgt die Längung nicht mehr als bis zu 50%, und deshalb ist die Herstellung eines verformten Gegenstandes aus dem Laminat nach dem vorbeschriebenen Druckluft- oder Vakuumformverfahren praktisch nicht möglich. Demgemäß werden solche Laminate hauptsächlich zur Herstellung von Beuteln oder Taschen verwendet.

Aus der CH-PS 2 96 412 ist eine Vorrichtung zum Herstellen von Hohlkörpern aus Blech unter hydraulischem Druck bekannt. Hiermit wird der Ziehvorgang sowohl unter unmittelbarer Anwendung eines hydraulischen Druckmittels als auch eines hydraulischen Gegendruckes durchgeführt und das Druckmittel so aufgebracht, daß die zu verformende Blechplatte unter Vermeidung von durch die Druckkraft eintretender Querschnittsverminderung des Bleches gezogen wird. Dabei ist die Blechplatte in einem Schlitz gelagert, der so bemessen ist, daß die Preßflüssigkeit als dünner Schleier zwischen die Führungsflächen treten kann und die Gleitbewegung durch Flüssigkeitsreibung erleichtert, wodurch ein Kleben und Einreißen der Bleche vermieden wird. Die Matrize ist unter Zwischenlage eines Distanzringes und unter Ausbildung eines Führungsspaltes mit dem anderen Matrizenteil dichtschließend verbunden. Mit einer derartigen Anordnung ist die Anwendung sehr hoher Drücke beim Ziehen großer, dickwandiger Teile möglich. Auch können aus der Ebene der Platte weit und rechtwinkelig heraustretende Körper beliebiger Umfangsgestalt hergestellt werden. Bei einem derartigen Ziehverfahren handelt es sich um eine hydraulische Tiefziehverformung, bei der an der gekrümmten Kante der Ziehmatrize keine Falten auftreten.

Demgegenüber ist Aufgabe der Erfindung, eine Tiefziehmaschine der gattungsgemäßen Art so weiterzubilden, daß eine Folie bzw. eine dünne Platte mit verhältnismäßig geringer Steifigkeit zu einem Gegenstand gezogen werden kann, ohne daß Falten auf einem verformten Gegenstand an der abgerundeten Kante der Form entstehen. Der Ausdruck »Folie« oder »Film« ist dabei so zu verstehen, daß damit Folien oder Filme mit einer Dicke kleiner als 100 μητι verstanden werden; der Ausdruck »dünne Platte« gilt für Materialien mit einer

Dicke größer als ΙΟΟμπι. Zweckmäßigerweise handelt es sich bei den Materialien, die nach vorliegender Erfindung tiefgezogen werden, um Folien, Filme oder dünne Platten im Bereich von etwa 20 μπι bis etwa 200 μπι Dicke.

Gemäß der Erfindung wird dies mit den Merkmalen des Kennzeichens des Anspruches erreicht

Mit dieser Vorrichtung kann eine dünne Platte bzw. Folie durch einen Ziehstempel gezogen werden, während sie au! der gerundeten Kante der Ziehmatrize durch den hydrostatischen Druck der Flüssigkeit praktisch während des gesamten Ziehvorganges unter Druck gesetzt wird, um die Ausbildung von Falten an der gekrümmten Kante der Ziehmatrize zu verhindern.

Da der nach vorliegender Erfindung hergestellte Behalter keine Falten besitzt, kann er mit seinem Flansch und dem Deckel hermetisch abgeschlossen werden. Deshalb sind derartige Behälter besonders geeignet für gekochte bzw. zubereitete Nahrungsmittel, für Arzneimittel und dergL, die über einen langen Zeitraum bei ^Raumtemperatur haltbar sein müssen und bei denen der Zutritt von Sauerstoff und Feuchtigkeit verhindert werden muß.

Der Kunststoffilm des Laminats, der in Kontakt mit der Form gebracht wird, dient dazu, die Zwischenschicht oder Aluminiumfolie gegen Korrosion zu schützen, die Schmierung beim Ziehen zu verbessern und die Konfiguration eines verformten Gegenstandes aufrechtzuerhalten.

Kunststoffe, die für diesen Zweck besonders geeignet sind, sind orientiertes oder nichtorientiertes Polyäthylenterephthalat, Polyimidharz, Polypropylen, Polycarbonat und ihre Kopolymere und Mischungen, ferner andere kaltformbare synthetische Harze.

Nachstehend wird die Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert. Es zeig!

Fig. 1 eine Schnittansicht durch die Tiefziehvorrichlung nach der Erfindung,

F i g. 2 eine Schnittansicht durch ein Detail der F i g. 1.

Die Tiefziehvorrichtung nach der Erfindung weist einen Ziehstempel 2, eine Ziehmatrize 5 mit einem dem Ziehstempel 2 entsprechenden Formnohlraum und einen den Ziehsicmpel umgebenden Rohlingniederhalter 3 auf, so daß ein Werkstück, z. B. eine Folie oder eine dünne Platte mit verhältnismäßig geringer Steifigkeit in den Formhohlraum gezogen werden kann, während sie zwischen Matrize 5 und Rohlingniederhalter 3 gehalten wird. Hierbei ist ein Abdichtbauteil 13, z. B. ein O-Ring, zwischen den Ziehstempel 2 und den Rohlingniederhalter 3 eingesetzt, wodurch ein Raum 15 von dem Ziehstempel 2, dem Abdichtbauteil 13, dem Rohlingniederhalter 3 und dem Werkstück 7 gebildet wird. Der Rohlingniederhalter 3 ist mit einer Öffnung 14 versehen, die mit dem Raum 15 in Verbindung steht, so daß Druckflüssigkeit in diesen Raum 15 eingespeist werden kann. Auf diese Weise wird die obere Fläche des Teiles der dünnen Platte, die in Kontakt mit der abgerundeten Kante 8 der Matrize 5 gebracht wird, durch den hydrostatischen Druck der Flüssigkeit, die in den Raum 15 eingespeist wird, praktisch während des gesamten Ziehvorganges niedergedrückt, so daß die Entstehung von Falten am Werkstück verhindert wird, die sich sonst an dem Teil des Werkstückes, der an der abgerundeten Kante der Ziehmatrize 5 verformt wird, bilden.

Insbesondere wird die Flüssigkeit durch die öffnung 14 im Rohlingniederhalter 3 in den Raum 15 unter Druck eingespeist. Die öffnung 14 steht mit dem als Ringnut 15 ausgebildeten Raum, der den Ziehstempel umgibt, in Verbindung, und die über die Öffnung 14 in die Nut 15 eingeführte Druckflüssigkeit dient dazu, die dünne Platte 7 an der abgerundeten Kante der Matrize unter Druck zu setzen, wodurch das Entstehen von Falten am Werkstück verhindert wird. Das Abdichtelement 13 bzw. der O-Ring dient dazu, das Abfließen von Flüssigkeit durch den Spalt zwischen dem Rohlingniederhalter 3 und der Außenwand des Ziehstempels 2 zu verhindern. Wenn der Ziehstempe! 2 seinen unteren Totpunkt erreicht hat, wird ein (nicht dargestelltes) Ventil, das in die Öffnung bzw. den Zulauf 14 eingeschaltet ist, automatisch geschlossen. Da der Raum 15 sehr klein ist, ist die benötigte Flüssigkeitsmenge sehr gering.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Tiefziehvorrichtung für das Ziehen von Gegenständen aus dünnen Platten bzw. Folien mit einer Dicke von etwa 7—200 μπι, die eine relativ geringe Steifigkeit aufweisen, mit einem Ziehstempel (2), einer Ziehmatrize (5) mit einem dem Ziehstempel (2) entsprechenden Formhohlraum, einem Rohlingniederhalter (3), der den Ziehstempel (2) umgibt, wobei der Ziehstempel (2) die dünne Platte oder Folie in den Hohlraum der Ziehmatrize (5) zieht während sie zwischen Rohlingniederhalter (3) und Ziehmatrize (5) festgehalten wird, und damit einem Abdichtbauteil (13) zwischen Ziehstempel (2) und Rohlingniederhalter (3) sowie einer Druckflüssigkeit in den durch Ziehstempel (2), Werkstück (7), Rohiingniederhalter (3) und Abdichtbauteil (13) begrenzten Raum (15) einspeisenden Leitung, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung durch eine Offnung (14) im Rohlingniederhalter (3) gebildet ist, die mit dem Raum (15) in Verbindung steht.