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DE1273792B - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen einstueckiger Gefaesse mit hohem Tiefeverhaeltnis durch Tiefziehen von Folien oder Platten aus thermoplastischem Kunststoff - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen einstueckiger Gefaesse mit hohem Tiefeverhaeltnis durch Tiefziehen von Folien oder Platten aus thermoplastischem Kunststoff

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Publication number
DE1273792B
DE1273792B DE1965T0029199 DET0029199A DE1273792B DE 1273792 B DE1273792 B DE 1273792B DE 1965T0029199 DE1965T0029199 DE 1965T0029199 DE T0029199 A DET0029199 A DE T0029199A DE 1273792 B DE1273792 B DE 1273792B
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DE
Germany
Prior art keywords
preform
plate
mold
film
stretching
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE1965T0029199
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English (en)
Inventor
Alfons W Thiel
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Individual
Original Assignee
Individual
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Publication date
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Priority to DE1965T0029199 priority Critical patent/DE1273792B/de
Publication of DE1273792B publication Critical patent/DE1273792B/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C51/00Shaping by thermoforming, i.e. shaping sheets or sheet like preforms after heating, e.g. shaping sheets in matched moulds or by deep-drawing; Apparatus therefor
    • B29C51/04Combined thermoforming and prestretching, e.g. biaxial stretching
    • B29C51/06Combined thermoforming and prestretching, e.g. biaxial stretching using pressure difference for prestretching

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Blow-Moulding Or Thermoforming Of Plastics Or The Like (AREA)

Description

  • Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen einstückiger Gefäße mit hohem Tiefeverhältnis durch Tiefziehen von Folien oder Platten aus thermoplastischem Kunststoff Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen einstückiger Gefäße mit hohem Tiefeverhältnis, wie beispielsweise Becher, Flaschen, Streudosen u. dgl. Dabei soll die Ausgangsfolie bzw. Platte relativ dick und in der zur Verfügung stehenden Ronde relativ klein sein.
  • Es sind Verfahren und Vorrichtungen zum Tiefziehen von Folien oder Platten aus thermoplastischem Kunststoff bekannt, bei welchen zunächst die kalte Folie bzw. Platte unter Preßgaswirkung gegen eine flache, im wesentlichen ebene Heizplatte gedrückt und in Berührung mit dieser Heizplatte aufgeheizt wird (deutsche Patentschrift 823 050). Nach dem Aufheizen in Berührung mit der Heizplatte wird dann die Folie oder Kunststoffplatte unter Preßgaseinwirkung auf bzw. in die der Heizplatte gegenüberliegende Form gedrückt. Diese Art des Aufheizens und Tiefziehens schließt aber ein Vordehnen der Folie aus und kann deshalb nur bei der Herstellung verhältnismäßig flacher Formlänge angewandt werden.
  • Bei dem Vakuumverformen von Folien oder Platten aus thermoplastischem Kunststoff ist es auch bekannt, für die Herstellung relativ tiefer Formlängen einen ringförmigen Bereich um die eigentliche Form herum zu bilden (USA.-Patentschrift 2 749 572), um dadurch ausreichend Material für die Ausbildung des eigentlichen Formlings in den eigentlichen Formbereich ziehen zu können. Hierbei wird aber sehr viel zusätzliches Material benötigt und außerdem die Möglichkeit genommen, eine Vielzahl von Formen in dichter Anordnung in einem Mehrfachwerkzeug anzubringen. Trotz des hohen Aufwandes an Material und Formraum ist die mögliche Ziehtiefe, die mit solchen Verfahren erreicht wird, verhältnismäßig gering.
  • Bei den bekannten Vakuumverformungsverfahren mit Negativform und Streckhelfer (vgl. deutsche Auslegeschrift 1 165 241) und durch Kombination des Streckhelfers mit Halterung der zu verformenden Platte oder Folie in Abstand von Mündungsform der Negativform (vgl. deutsche Auslegeschrift 1 166 455) läßt sich zwar ein größeres Tiefeverhältnis als mit dem ersteren Verfahren erreichen, aber auch bei diesen Verfahren ist das erreichbare Tiefeverhältnis noch verhältnismäßig stark beschränkt, und bei größer werdendem Tiefeverhältnis des herzustellenden Formlings treten Dickeunterschiede in der Formlingwandung stark hervor.
  • Es sind auch bereits Verfahren bekanntgeworden, bei welchen das erreichbare Tiefeverhältnis des herzustellenden Formlings dadurch vergrößert wird, daß im Vakuumtiefziehverfahren ohne oder mit Streck- helfer zwischen der Negativform und der bis zum Durchhängen aufgeheizten Folie bzw. Platte ein Luftstau- oder Luftkissen erzeugt wird, das die zu verformende Folie oder Platte vor dem eigentlichen Verformen durch Aufblähen vordehnt (vgl. deutsche Auslegeschliften 1 126 589, 1 126 590). Das erreichbare Tiefeverhältnis hängt bei derartigen Verfahren davon ab, wie weit die zu verformende Folie oder Platte durch die Blase vorgedehnt werden kann, ohne zu reißen.
  • Schließlich sind auch Vakuumverformungsverfahren bekannt, bei welchen die zu verformende Folie oder Platte durch einen Streckhelfer in eine Negativform eingeführt wird und vor oder während des Vorschubs des Streckhelfers im Inneren der Negativform ein Überdruck aufgebaut wird, um die zu verformende Folie zunächst über den Streckhelfer zu ziehen (vgl. USA.-Patentschrift 2 973 558).
  • Die so gebildete Blase läßt sich aber nicht frei ausdehnen, da sie nicht gleichzeitig an der gesamten Oberfläche mit dem Streckhelf er in Berührung kommen kann. Außerdem kann auch bei diesem Verfahren die Folie bzw. die Platte nur beschränkt vorgedehnt werden, um mit Sicherheit ein Zerreißen zu verhindern.
  • Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, die es ermöglichen, die zu verformende Folie oder Platte auf ein Höchstmaß vorzudehnen, ohne daß die Gefahr besteht, daß die Folie oder Platte während des Vordehnens reißt oder beschädigt wird.
  • Dies wird durch die Erfindung dadurch erreicht, daß die aus der erhitzten Folie bzw. Platte gebildete Blase zum Abschluß des Vordehnvorganges gegen eine heiße oder praktisch nicht wärmeleitende Fläche mit in ihren Abmessungen vorbestimmter Wölbung vorgeformt und unmittelbar anschließend ohne Zwischenerhitzen aus diesem vorgeformten Zustand auf die Formfläche gedrückt wird. Das Verfahren nach der Erfindung läßt sich sowohl im Zusammenhang mit Negativformen als; auch mit Positivformen ausführen. Es liegt der Erfindung die iiberraschende Erkenntnis zugrunde, daß die zu verformende Folie oder Platte sehr viel stärker vorgedehnt werden kann und sich außerdem auch die Vordehnung in den einzelnen Bereichen der Folie oder Platte gut steuern läßt, wenn dieses Vordehnen in Art eines Verformens gegen eine heiße oder praktisch nicht wärmeleitende Fläche erfolgt. Der Vordehnungsgrad läßt sich dadurch vorher bestimmen und auf die gewünschte Form und das gewünschte Tiefeverhältnis des herzustellenden Werkstückes abstimmen.
  • Trotz der Ausführung des Vordehnvorganges in Art eines Vorformens soll durch die Erfindung aber kein zweistufiges Verformen erfolgen, wie dies bereits bekannt ist und bei welchem das zu verformende Material zwischen den beiden Verformungsstufen wiederaufgehetzt werden muß (vgl. USA.-Patentschrift 2468 697). Vielmehr soll durch die Erfindung die Folie oder Platte einmal für das Verformen ausreichend aufgeheizt werden und unmittelbar anschließend an das Vordehnen ohne Zwischenerhitzen endgültig verformt werden, so daß die mit dem Vordehnen erzeugten physikalischen Eigenschaften der Platte oder Folie für das endgültige Verformen erhalten bleiben und bei diesem ausgenutzt werden können.
  • Im Gegensatz zu dem bekannten zweistufigen Verformen wird im Verfahren nach der Erfindung ein biaxiales Vorstrecken erreicht. Die biaxial vorgestreckte Platte oder Folie wird dann praktisch nur noch örtlich verformt und während des Verformungsvorganges auch nur noch örtlich und praktisch nicht mehr über ihre gesamte Fläche verstreckt. Hierdurch läßt das Verfahren nach der Erfindung eine weitere, bisher unüberwindliche Verstreckungsgrenze überschreiten, die darin besteht, daß bei dem bisher üblichen axialen Verstrecken eine so starke axiale Molekülorientierung im Material eingetreten ist, daß die Formlinge nach dem Erkalten zum Reißen ihrer Seitenwände in Achsrichtung neigen. Diese grundsätzliche, durch das Material bedingte Grenze des Tiefeverhältnisses des herzustellenden Werkstückes muß sowohl bei den bekannten einstufigen als auch bei den bekannten zweistufigen Verformungsverfahren berücksichtigt werden.
  • Durch die Überwindung der beiden oben erörterten bisherigen Grenzen für das Vorstrecken und dementsprechend das Tiefeverhältnis des herzustellenden Werkstückes bietet die Erfindung die Möglichkeit, Kunststoffplatten solcher Dicke dünn auszuziehen, wie dies bisher nicht möglich gewesen ist. Solch dicke Platten, die schon als Block bezeichnet werden könnten, werden im Rahmen der Erfindung am besten unmittelbar anschließend an das Extrudieren verformt, da dadurch am besten das für das-biãxiale Vorstrecken und das Verformen erforderliche gründliche Durchheizen solcher dicker Platten sichergestellt werden kann.
  • In bevorzugter Ausführungsform der Erfindung wird die Wölbung der heißen oder praktisch nicht wärmeleitenden Fläche in ihrer Formgebung den für das endgültige Verformen der Folie bzw. Platte er- forderlichen örtlichen Dehnungsbedingungen entsprechend vorher bestimmt. Es läßt sich dadurch die Herstellung verhältnismäßig verwickelt geformter Werkstücke bei gewünschter, technisch guter Wanddickenverteilung ermöglichen.
  • Eine weitere durch die Erfindung gegebene Möglichkeit besteht darin, die heiße bzw. praktisch nicht wärmeleitfähige Fläche zusammen mit der mindestens teilweise anliegenden Folie bzw. Platte auf die vorbestimmten Abmessungen und Wölbungsform zu erweitern. Diese Art der Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung eignet sich besonders, wenn die zu verformende Folie oder Platte, bedingt durch die Art des Materials oder den Erhitzungsgrad, besonders stark zum Reißen neigt.
  • Falls ein Streckhelfer benutzt wird, kann dieser innerhalb der Wölbung der heißen bzw. praktisch nicht wärmeleitenden Fläche mit zum Vordehnen durch Vorformen herangezogen werden.
  • Zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung eignet sich insbesondere eine Vorrichtung, bei der außerhalb der eigentlichen Form ein zusätzliches Hohlformwerkzeug als Vorform vorgesehen ist, das eine entsprechend den beim Formen des Werkstückes gewünschten Streckverhältnissen vorbestimmte geheizte oder praktisch nicht wärmeleitfähige Vorformläche aufweist. Die Vorform kann dabei aus mindestens zwei gegeneinander bewegbaren Formteilen, beispielsweise axial zueinander verschiebbaren Formringen, bestehen.
  • Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele an Hand der Zeichnung. Es zeigen Fig. 1 bis 4 schematisch eine Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung in verschiedenen Stadien des Verfahrensablaufes, Fig. 5 und 6 die Vorrichtung nach Fig. 1 bis 4 in abgewandelter Ausführung des Verfahrens nach der Erfindung, F i g. 7 ein etwas abgewandeltes Negativformwerkzeug, das in die Vorrichtung nach F i g. 1 bis 6 einsetzbar ist, F i g. 8 eine zweite Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung, F i g. 9 bis 13 eine dritte Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung und F i g. 14 eine vierte Ausführungsform der Erfindung sowie F i g. 15 eine fünfte Ausführungsform der Erfindung.
  • Das Verfahren nach der Erfindung arbeitet nach dem in Fig. 1 bis 4 grundsätzlich wiedergegebenen Prinzip. Die zu verformende erhitzte Folie oder Platte 1 aus thermoplastischem Kunststoff wird über dem Formwerkzeug 2, das in den dargestellten Beispielen als Negativform ausgebildet ist, mittels eines Spannrahmens 3 luftdicht ausgespannt. Die Platte 1 kann besonders dick sein. Eine solche dicke Platte oder Folie 1 wird dann unmittelbar nach dem Extrudieren der Verformungsvorrichtung zugeführt und gegebenenfalls vorher nur noch an den Oberflächen nacherhitzt.
  • Die räumliche Anordnung der Folie oder Platte 1 kann oberhalb (vgl. Fig. 1 bis 13) oder auch unterhalb (vgl. Fig. 14 und 15) des eigentlichen Formwerkzeuges 2 sein. Auf den Spannrahmen 3 gegenüber dem Formwerkzeug 2 wird luftdicht die Vorform 4 angebracht, die eine vorherbestimmte geheizte oder praktisch nicht wärmeleitende Widerlagerfläche 5 für die zu dehnende Folie oder Platte 1 aufweist. Im dargestellten Beispiel ist die Vorform 4 plattenartig ausgebildet und in ihr der Streckhelfer 6 axial verschiebbar geführt. Eine praktisch nicht wärmeleitende Widerlagerfläche 5 wird durch ein Futter 7 aus thermisch neutralem Material, beispielsweise Textilfilz, gebildet.
  • Im Formwerkzeug 2 sind die Kanäle 8 angebracht, die in herkömmlicher Weise mit einer Drucklufteinrichtung und einer Evakuierungseinrichtung über Steuerventile verbunden sind. Hierzu können im Körper der Vorform 4 Kanäle 9 angebracht sein, die ebenfalls über gesteuerte Ventile mit einer Drucklufteinrichtung und einer Vakuumeinrichtung in Verbindung stehen können. In solchem Fall ist es zweckmäßig, den Ringspalt 10 zwischen dem Körper der Vorform 4 und dem Streckhelfer 6 abzudichten, wie dies im Beispiel der Fig. 8 gezeigt ist. Es ist aber auch möglich, die Kanäle 9 überhaupt nur als Entlüftungs- und Belüftungskanäle frei nach außen münden zu lassen. In solchem Fall kann der Ringspalt 10 als zusätzlicher Belüftungs- und Entlüftungskanal dienen oder auch sogar unter Wegfall der Kanäle 9 allein zum Belüften und Entlüften der Vorform benutzt werden.
  • Zum Vordehnen der Folie bzw. Platte 1 wird zunächst Druckluft durch die Kanäle 8 in das Formwerkzeug 2 eingeführt oder die Vorform 4 über die Kanäle 9 evakuiert oder beides zugleich ausgeführt.
  • Hierdurch bildet sich die Folie oder Platte 1 oberhalb des Formwerkzeuges 2 als Blase aus, bis sie sich - wie in F i g. 2 gezeigt - gegen die innere Oberfläche 5 des nicht wärmeleitenden Futters 7 und gegen die Stirnfläche des Streckhelfers 6 legt. In diesem Augenblick wird der Streckhelfer 6 vorgeschoben und dadurch die auf die Abmessungen und die Form der Vorform vorgedehnte Folie oder Platte 1 von der nicht wärmeleitenden Oberfläche 5 abgehoben und mittels des Streckhelfers 6 in den Hohlraum der Negativform 2 eingeführt. Während dieses Arbeitsganges wird im Inneren der Negativform 2 ein Überdruck gegenüber dem Hohlraum der Vorform 4 mittels der Kanäle 8, 9 und der angeschlossenen Einrichtungen erzeugt, so daß sich die Folie oder Platte 1 an den Streckhelfer 6 anschmiegt und in Abstand vom Öffnungsrand der Negativform 2 gehalten wird, wie dies F i g. 3 zeigt. Gegen Ende des Vorschubs des Streckhelfers 6 kann durch die Kanäle 9 in bekannter Weise ein kurzzeitiger Druckluftimpuls im Inneren der Vorform 4 erzeugt und gleichzeitig oder unmittelbar anschließend der Hohlraum des Formwerkzeuges 2 über die Kanäle 8 evakuiert werden, wie dies an sich bekannt ist, um alle Einzelheiten der Form, beispielsweise die Ränder und Kanten des Artikels, voll auszuformen.
  • Das Verfahren nach der Erfindung läßt sich - wie Fig. 5 und 6 zeigen - dadurch modifizieren, daß der Streckhelfer 6 im Unterschied zu der Ausführungsart nach F i g. 1 bis 4 in seiner Ruhestellung nicht mehr bündig mit der Innenfläche 5 des Futters 7 eingestellt ist, sondern gegenüber dieser Innenfläche 5 um ein vorherbestimmtes Maß 11 nach innen ragend eingestellt wird. Im übrigen wird dann das Verfahren in gleicher Weise ausgeführt wie oben erläutert. Die Folie oder Plattel wird dann beim Vorstrecken in ihrem mittleren Bereich 12 über die Stirnfläche und die vorstehende Seitenfläche des Streckhelfers 6 vorgedehnt, wie dies F i g. 6 zeigt. Dadurch läßt sich erreichen, daß der sich auf die Stirnfläche des Streckhelfers 6 legende Bereich der Folie oder Platte 1 weniger stark vorgedehnt wird, während die sich unmittelbar daran anschließenden und gegen die vorstehende Seitenfläche des Streckhelfers 6 legenden Bereiche der Folie oder Platte 1 wesentlich stärker vorgedehnt werden als im Beispiel der Fig. 1 bis 4. Diese Durchführungsart des Verfahrens nach der Erfindung eignet sich daher besonders dann, wenn der Boden des herzustellenden Formlings gegenüber seinen Seitenwänden verstärkt ausgebildet werden soll. Das Ausmaß dieser Bodenverstärkung wird durch das Maß 11 bestimmt, um das der Streckhelfer 6 in seiner Ruhestellung gegenüber der Innenfläche 5 vorstehend eingestellt wird.
  • Das Verfahren nach der Erfindung läßt sich ohne Schwierigkeiten auch an teilbaren Formwerkzeugen ausführen, wie dies in F i g. 7 angedeutet ist. Dort besteht das Formwerkzeug aus den Formhälften 13 und 14, die seitlich voneinander getrennt werden und dadurch die Herstellung hinterschnittener Teile, beispielsweise Flaschen, ermöglichen.
  • Eine Weiterbildung des Verfahrens und der Vorrichtung nach der Erfindung ist in Fig. 8 schematisch gezeigt. In diesem Beispiel ist wiederum ein teilbares Formwerkzeug 13, 14 vorgesehen, mit dem geringfügigen Unterschied, daß der Trennungsschnitt des Werkzeuges so gelegt ist, daß der eine Werkzeugteil 13 den Werkzeugboden und nur den unteren erweiterten Teil der einen Werkzeughälfte enthält, während der andere Werkzeugteil einen oberen geschlossenen ringförmigen Werkzeugbereich und den zweiten Werkzeugseitenteil ohne Boden aufweist.
  • Das Formwerkzeug wird hier im Sinn des Pfeiles 15 und der gestrichelt angedeuteten Teildarstellung getrennt. Dieses Werkzeug ist besonders für die Herstellung von Streudosen u. dgl. geeignet. Gleichzeitig kann mit diesem Werkzeug auch der Ziehling sofort nach dem Herstellen aus der Folie oder Platte 1 ausgeschnitten werden. Hierzu trägt der Streckhelfer 6 ein ringförmiges Stanzmesser 20, und das Formwerkzeug 13, 14 ist im Bereich seiner Mündung als ringförmige Gegenschneide 21 ausgebildet. Der Streckhelfer 6 gleitet mit seinem Messerring 20 in einer im Körper der Vorform 4 angebrachten Führungsbuchse 22, die gleichzeitig mit dem Messerring 20 oder einem hinter diesem angeordneten Dichtungsring eine ausreichende Abdichtung des Streckhelfers 6 zur Erzeugung eines Vakuums oder Überdruckes im Hohlraum der Vorform 4 bildet.
  • Gleichzeitig sind im Beispiel der Fig.8 der Streckhelfer 6 und der Formwerkzeugboden mit Einrichtungen versehen, um den Boden des Ziehlings sofort bei der Herstellung zu lochen. Hierzu ist im Streckhelfer 6 ein entsprechender Lochstempel 17 angebracht, der über eine Mittelbohrung des Streckhelfers 6 betätigt wird und normalerweise gegenüber der Stirnfläche des Streckhelfers 6 zurückgezogen ist.
  • Im entsprechenden Bereich 16 des Formwerkzeugbodens ist eme Lochplatte 18 angebracht, deren Stanzöffnungen mittels gefedertem Stempel 19 verschlossen ist, um im Formhohlraum Überdruck bzw.
  • Vakuum erzeugen zu können. Um den gleichzeitig als Schneid- und Stanzstempel benutzten Streckhelfer 6 ausreichende Stabilität zu verleihen, ist dieser aus Metall, insbesondere Stahl, hergestellt und mit einer nicht wärmeleitenden Auflage 23, beispielsweise aus Filz, versehen.
  • In den F i g. 9 bis 13 ist eine dritte Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung zusammen mit den verschledenen Äusführungsarten des Verfahrens nach der Erfindung gezeigt. Das Formwerkzeug 2 ist in diesem Beispiel schematisch ebenso wie im Beispiel nach den F i g. 1 bis 6 dargestellt. Ebenso ist auch der Spannrahmen 3 als Halter für die zu verformende Folie oder Platte 1 vorgesehen. Der Körper der Vorform ist hier jedoch aus zwei axial zum Formwerkzeug 2 gegeneinander verstellbare Platten 24 und 25 gebildet, die zwei ringförmige Vorformoberflächen 26 nach dem Vorformhohlraum hin bilden. Diese ringförmigen Vorformoberflächen 26 sind wieder mit einem nicht wärmeleitendem Futter 7, beispielsweise aus Textilfilz, belegt. Die beiden ringförmigen Vorformobertlächen 26 sind - wie der Vergleich zwischen F i g. 9 und 10 zeigt - durch gegenseitiges Verschieben der Platten 24 und 25 um einen Betrag 27 teleskopartig ausziehbar, um dadurch den Vorformraum und die durch ihn bestimmte Blase der Folie oder Platte zu vergrößern.
  • In der Platte 24 ist - wie bei den übrigen Beispielen - ein Streckhelfer 6 axial zum Formwerkzeug 2 verschiebbar geführt.
  • In dieser Ausführungsform der Vorrichtung läßt sich das Verfahren nach der Erfindung mit weiteren Variationen ausführen: a) Die Tiefe des Vorformraumes kann während des Vorformvorganges vergrößert werden, wie dies der Vergleich der F i g. 9 und 10 zeigt. Hierzu wird zunächst die Folie oder Platte 1, wie im Beispiel der F i g. 1 bis 4, bis zur Anlage an die Vorformfläche 26 bei voll zusammengefahrenen Platten 24 und 25 gebracht und dann die Platte 24 von der Platte 25 abgehoben, so daß die seitlichen Wandungsbereiche der Blase weiter vorgedehnt werden. Das Maß dieser weiteren seitlichen Vordehnung läßt sich nach Wahl bis zum Höchstmaß 27 einstellen. b) Der Streckhelfer 6 kann in Ruhelage mit dem stirnseitigen Bereich der Vorformfläche 26 bündig eingestellt oder entsprechend dem Beispiel der F i g. 5 und 6 gegenüber diesem Bereich der Vorformfläche 26 vorstehend eingestellt werden (vgl. Fig. 12 und 13; Maß 11). c) Der Streckhelfer 6 kann während der gegenseitigen Auseinanderbewegung der Platten24 und 25 mit der Platte 24 zurückgezogen werden, so daß seine Stirnfläche ständig bündig mit der Vorforurfläche 26 abschließt (vgl. F i g. 10). d) Der Streckhelfer 6 kann bei der gegenseitigen Auseinanderbewegung der Platten 24 und 25 relativ zur Platte 25 und dem Formwerkzeug 2 festgehalten werden, so daß er sich bei der Bewegung der Platte 24 gegenüber der Vorformfläche 26 vorschiebt (vgl. F i g. 11). e) Der Streckhelfer 6 kann während der gegenseitigen Auseinanderbewegung der Platten24 und 25 um ein geringeres Maß zurückgenommen werden, als die Platten 24 und 25 auseinanderbewegt werden. Dieses geringere Rücknahmemaß des Streckhelfers 26 kann von einer Ruhestellung gemäß F i g. 9 oder einer Ruhestellune gemäß F i g. 12 des Streckhelfers 6 ausgehen.
  • Eine weitere Abwandlung des Verfahrens und der Vorrichtung nach der Erfindung ist in Fig. 14 gezeigt. In diesem Beispiel ist das dort nur in seinem Mündungsrandbereich gezeigte Negativformwerkzeug 32 ein Vielfachwerkzeug, das oberhalb der zu verformenden Folie oder Platte 31 und deren Spannrahmen 33 angeordnet ist Der Körper der Vorform 34 enthält in diesem Beispiel einen einzigen Hohlraum für alle im Vielfachwerkzeug 32 vereinten Formwerkzeuge und führt für jedes Formwerkzeug einen dazu axial verschiebbaren Streckhelfer 36. Um die Platte oder Folie 31 den gewünschten Bedingungen entsprechend vorzudehnen, ist der Hohlraum der Vorform 34 im Bereich zwischen den Streckhelfern 36 mit zusätzlichen Vertiefungen 35 versehen. Der gesamte Vorfornahohlraum ist wieder mit einem Futter 7 aus Filz od. dgl. ausgelegt.
  • Das Verfahren nach der Erfindung kann in diesem Beispiel auch so ausgeführt werden, daß die Platte oder Folie 31 bereits bis zum Durchhängen erhitzt unter das Formwerkzeug 32 gebracht und beim Zusammenbringen von Formwerkzeug 32 und Spannrahmen 33 zwischen dem Formwerkzeug 32 und der Folie bzw. der Platte ein Luftkissen zum ersten Vordehnen erzeugt wird. Dieses Luftkissen kann dann entweder durch Einführen weiterer Druckluft oder durch Evakuieren des Hohlraumes der Vorform 34 in seiner Wirkung so weit verstärkt werden, bis sich die Folie oder Platte 31 gegen die Innenfläche der Vorform 34 liegt. Das weitere Verfahren erfolgt dann in analoger Weise wie in den oben erlåuterten Beispielen.
  • Im Beispiel der F i g. 15 ist, ausgehend vom Grundaufbau der F i g. 14, die Vorform wiederum aus zwei gegeneinander verschiebbaren Platten 44 und 45 gebildet. Dadurch lassen sich die oben zu dem Beispiel der F i g. 9 bis 13 erläuterten Variationsmöglichkeiten auch bei dem grundsätzlichen Verfahren nach Fig. 14 erreichen.
  • Das Verfahren nach der Erfindung ist nicht ausschließlich mit Vorrichtungen durchführbar, wie sie oben erläutert wurden, sondern es sind auch andere Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens denkbar. Ebenso sind die oben erläuterten Vorrichtungen auch geeignet, in ihnen nach anderen Verformungsverfahren zu arbeiten, insbesondere auch nach bekannten Verformungsverfahren.
  • Alle in der Beschreibung, den Patentansprüchen und der Zeichnung wiedergegebenen Merkmale des Erfindungsgegenstandes können für sich allein oder in jeder denkbaren Kombination von wesentlicher Bedeutung für die Erfindung sein.
  • Wenn das Verfahren und die Vorrichtung mit Negativwerkzeugen beschrieben worden sind, so ist -es doch durchaus auch möglich, das Verfahren und die Vorrichtung bei Positivformwerkzeugen anzuwenden. Man wird hier zunächst die Vordehnungsblase ausbilden und dann die Positivform in den dadurch gebildeten Hohlraum einführen.

Claims (25)

  1. Patentansprüche: 1. Verfahren zum Herstellen einstückiger Gefäße mit hohem Tiefeverhältnis durch Tiefziehen von Folien oder Platten aus thermoplastischem Kunststoff durch Überdruck auf eine Formfläche, wobei die erhitzte zu verformende Folie oder Platte zunächst durch Ausbilden einer Blase vorgedehnt und anschließend durch den Überdruck in Berührung mit der Formfläche gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß die aus der erhitzten Folie bzw. Platte gebildete Blase zum Abschluß des Vordehnvorganges gegen eine heiße oder praktisch nicht wärmeleitende Fläche mit in ihren Abmessungen vorbestimmter Wölbung vorgeformt und unmittelbar anschließend ohne Zwischenerhitzen aus diesem vorgeformten Zustand auf die Formfläche gedrückt wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wölbung in ihrer Formgebung den für das endgültige Verformen der Folie bzw. Platte erforderlichen örtlichen Dehnungsbedingungen entsprechend vorher bestimmt wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die heiße bzw. praktisch nicht wärmeleitfähige Fläche mit der mindestens teilweise anliegenden Folie bzw. Platte auf die vorbestimmten Abmessungen und Wölbung erweitert wird.
  4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie oder Platte unmittelbar vor der Verarbeitung durch Extrudieren hergestellt und mit der in ihr noch vom Extrudieren her gespeicherten Wärme vorgeformt und gegebenenfalls endgültig geformt wird.
  5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Blase entgegen dem Hohlraum einer Negativform ausgebildet und die so vorgeformte Folie oder Platte von der Vorformfläche in die Negativform umgeschlagen wird.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgeformte Folie oder Platte mittels mindestens eines Streckhelfers mechanisch von der Vorformfläche abgehoben und gegebenenfalls unter örtlichem zweitem Vorstrecken in die Negativform eingeführt wird.
  7. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeicnhet, daß der Streckhelfer in eine Ausgangsstellung-eingestellt wird, in der er gegenüber der heißen bzw. praktisch nicht wärmeleitenden Fläche um ein vorher bestimmtes Maß vorsteht und die Folie bzw. Platte um den vorstehenden Teil des Streckhelfers herum vorgeformt wird.
  8. 8. Verfahren nach den Ansprüchen 3 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Streckhelfer in eine mit der nicht ausgedehnten heißen bzw. praktisch nicht wärmeleitenden Fläche bündige Ausgangsstellung gebracht und beim Ausdehnen dieser Fläche festgehalten bzw. um ein vorher bestimmtes Maß vorgeschoben wird.
  9. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung einer Mehrfachform für jeden Formteil eine getrennte Blase ausgebildet wird.
  10. 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung einer Mehrfachform eine einzige Blase für eine Mehrzahl von Formteilen, vorzugsweise für die gesamte Mehrfachform, ausgebildet wird.
  11. 11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10 unter Verwendung einer geteilten Form, da- durch gekennzeichnet, daß der Ziehling nach dem Formen vor dem Trennen der Formteile aus dem ihn umgebenden Rest der Folie bzw. Platte herausgeschnitten wird.
  12. 12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß im Boden des Ziehlings erwünschte Löcher gleichzeitig mit dem endgültigen Formen des Ziehlings gebildet werden.
  13. 13. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß außerhalb der eigentlichen Form (2, 13, 14, 32) ein zusätzliches Hohlformwerkzeug (4, 24, 25, 34, 44, 45) als Vorform vorgesehen ist, das eine entsprechend den beim Formen des Werkstückes gewünschten Streckverhältnissen vorbestimmte geheizte oder praktisch nicht wärmeleitfähige Vorformfläche (5, 26) aufweist.
  14. 14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorform aus mindestens zwei gegeneinander bewegbaren Formteilen (24, 25, 42, 45) besteht.
  15. 15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorform aus mindestens zwei axial zueinander verschiebbaren Formringen (24, 25, 44, 45) besteht.
  16. 16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptform (2; 13, 14; 32) eine Negativform ist und die Vorform (4; 24, 25; 34; 44, 45) in Art einer Negativform dazu entgegengesetzt über der Öffnung der Hauptform angeordnet ist, während die zu verformende Folie oder Platte (1) zwischen der Hauptform (2; 13, 14; 32) und der Vorform (4; 24, 25; 34; 44, 45) gegebenenfalls mittels eines besonderen Spannrahmens (3) eingespannt ist und beide Formen durch die Folie bzw. Platte (1) und gegebenenfalls deren Spannrahmen (3) gegeneinander und nach außen luftdicht abgeschlossen sind.
  17. 17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorform (4; 24, 25; 34; 44, 45) in Art einer ein- oder mehrteiligen Begrenzungsglocke für die vorzuformende Blase über die Hauptform gesetzt ist.
  18. 18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungsglocke (4; 24, 25; 34; 44, 45) mit thermisch neutralem Material (7) ausgefüttert ist.
  19. 19. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungsglocke (4; 24, 25; 34; 44, 45) mit einer Heizeinrichtung zum Einstellen einer vorher bestimmten Temperatur an ihrer Vorformfläche versehen ist.
  20. 20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorform (4; 24, 25; 34; 44, 45) größere Querabmessungen, beispielsweise etwa zweifacher Größe, als die Hauptform (2; 13, 14; 32) aufweist.
  21. 21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorform (4; 24, 25) im axialen Schnitt etwa hufeisenförmig nach ihrer Tiefe hin erweitert ist.
  22. 22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein axial zur Vorform (4; 24, 25; 34; 44, 45) und zur Hauptform (2; 13, 14; 32) verschiebbarer Streckhelfer (6) vorgesehen ist, der in Ruhestellung zumindest weitgehend aus dem Hohlraum der Vorform (4; 24, 25; 34; 44, 45) zurückgezogen ist.
  23. 23 Vorrichtung nach Anspruch 22, gekennzeichnet durch Einrichtungen zum wählbaren Einstellen der Ruhelage des Streckhelfers (6) in bezug auf die ihn umgebende Fläche der Vorform (4; 24, 25; 34; 44, 45).
  24. 24. Vorrichtung nach Anspruch22, dadurch gekennzeichnet, daß der Streckhelfer (6) mit einem mit dem Rand (21) der Hauptform (13, 14) zusammenwirkenden Messer (20) zum Ausstan- zen des Formlings sofort anschließend an den Formvorgang versehen ist.
  25. 25. Vorrichtung nach Anspruch22, dadurch gekennzeichnet, daß der.Streckhelfer (6) mit Einrichtungen (17) zum Stanzen von Löchern in den Formlingboden unmittelbar anschließend an den Formvorgang versehen ist, die mit am Boden der Hauptform angebrachten Gegenelementen (18, 19) zusammenwirken.
    In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 823 050; USA.-Patentschrift Nr. 3 040 383.
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