DE4223883B4

DE4223883B4 - Verfahren und Vorrichtung zum Tiefziehen von Kunststoffteilen

Info

Publication number: DE4223883B4
Application number: DE19924223883
Authority: DE
Inventors: Gerd Altenburg
Original assignee: 4 P Rube Gottingen GmbH; 4P Rube Goettingen GmbH
Current assignee: Huhtamaki Oyj
Priority date: 1992-07-21
Filing date: 1992-07-21
Publication date: 2008-07-03
Anticipated expiration: 2012-07-22
Also published as: DE4223883B8; DE4223883A1

Abstract

Verfahren zum Tiefziehen von Kunststoffteilen aus einer Folie, mit einer Heizeinrichtung zum Erwärmen der Folie, einem Tiefziehwerkzeug sowie einer Einrichtung zum Heraustrennen des fertigen Teiles aus der Folie, dadurch gekennzeichnet, daß die Erwärmung der Kunststoff-Folie über den tiefzuziehenden Bereich unterschiedlich erfolgt, wobei die Heizeinrichtung als Strahlungsheizung ausgebildet ist und ein Teil dieser Heizeinrichtung mit einer Abdeckblende versehen ist, durch welche eine unterschiedlich intensive Erwärmung des Tiefziehbereiches erzielt wird, wobei die Erwärmung im Bereich einer Blendenöffnung größer ist als im Bereich der Abdeckblende, und daß die Heizstrahler im Bereich der Abdeckblende gegenüber den übrigen Heizstrahlern unabhängig geregelt werden.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Tiefziehen von Kunststoffteilen aus einer Folie, mit einer Heizeinrichtung zum Erwärmen der Folie, einem Tiefziehwerkzeug sowie einer Einrichtung zum Heraustrennen des fertigen Teiles aus der Folie.
Werden nach einem solchen Verfahren Kunststoffteile aus einer Polypropylen-Folie tiefgezogen, so weisen diese aufgrund der Thermoeigenschaften des Polypropylen eine sehr ungleichmäßige Materialverteilung auf.
Insbesondere bei der Herstellung von tiefgezogenen Kunststoffdeckeln ist dies besonders nachteilig, da dabei der Rand ungleichmäßig ausgebildet und dadurch die spätere Handhabung stark beeinträchtigt wird. Bei der Verwendung von Polypropylen für derartige Deckel mußte daher deutlich dickeres Ausgangsmaterial verwendet werden, um die fertigen Deckel überhaupt einsetzen zu können.
Beim Herstellen tiefgezogener Hohlkörper, wie z. B. Becher aus Polypropylen konnte durch den Einsatz entsprechend gestalteter mechanischer Vorreckstempel dieses Problem akzeptabel gelöst werden. Auf die Herstellung verhältnismäßig flacher Kunststoffteile – wie Deckel – läßt sich dieses bekannte Verfahren jedoch nicht übertragen.
Aus der DE 23 62 033 A ist beispielsweise ein Verfahren bekannt, bei dem Zuschnitte aus thermoplastischem Material in einigen Bereichen bis annähernd auf Fließtemperatur erwärmt werden.
Aus der DE 21 64 085 A ist ein weiteres Verfahren zum Erwärmen von Kunststoffen zur plastischen Verformung bekannt, bei dem mittels bewegten Heizelementen die Kunststoff-Folien bzw. Platten erwärmt werden.
Die DE 903 628 C bezieht sich auf die Verwendung eines Infrarotstrahlers zum großflächigen Erwärmen von thermoplastisch verarbeitbarem Kunststoff, wobei Blenden zum Abdecken von Bereichen zwischen den Infrarotstrahler und den Kunststoff eingebracht werden.
Des Weiteren ist aus der DE 26 40 441 A1 eine Vorrichtung zum Tiefziehen von Kunststoff-Folien bekannt, bei der jeder Tiefziehvertiefung eine Heizplatte zum Erwärmen des tiefzuziehenden Matterials zugeordnet ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der genannten Art vorzuschlagen, bei dem auch schlecht tiefziehbares Material wie Polypropylen in wirtschaftlicher Weise eingesetzt werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Erwärmung der Kunststoff-Folie über den tiefzuziehenden Bereich unterschiedlich erfolgt, wobei die Heizeinrichtung als Strahlungsheizung ausgebildet ist und zumindest ein Teil dieser Heizeinrichtung mit einer Abdeckblende versehen ist, durch welche eine unterschiedlich intensive Erwärmung des Tiefziehbereiches erzielt wird, wobei die Erwärmung im Bereich einer Blendenöffnung größer ist als im Bereich der Abdeckblende, wobei die Heizstrahler im Bereich der Abdeckblende gegenüber den übrigen Heizstrahlern unabhängig geregelt werden.
Damit ist es möglich, den beim Tiefziehen besonders beanspruchten Abschnitt weniger zu erwärmen und das benötigte Material aus benachbarten, stärker erwärmten und damit leichter verstreckbaren Abschnitten herüberzuziehen.
Zudem ist es möglich, zwischen den abgeblendeten und den nicht abgeblendeten Bereichen eine bestimmte Temperaturdifferenz einzustellen.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Tiefziehen von Kunststoffteilen aus einer Folie, mit einer Heizeinrichtung zum Erwärmen der Folie, einem Tiefziehwerkzeug sowie einer Einrichtung zum Heraustrennen des fertigen Teiles aus der Folie ist dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der als Strahlungsheizung ausgebildeten Heizeinrichtung und der Kunststoff-Folie eine Abdeckblende vorgesehen ist, welche einen Teil der direkt wirkenden Strahlungswärme abdeckt, während im Bereich der Blendenöffnung der Abdeckblende die Strahlungswärme unbehindert auf die Folie einwirkt, und daß die Heizeinrichtung im Bereich der Abdeckblende separat regelbar ausgebildet ist.
Mit dieser Blende läßt sich sehr einfach eine genaue Steuerung der Aufheizung der Kunststoffolie erzielen, mit deren Hilfe beim anschließenden Tiefziehen eine gleichmäßige Materialverdünnung erreicht wird.
Mit derartigen getrennt betreibbaren Heizeinrichtungs-Abschnitten läßt sich eine sehr genaue Differenzierung der Erwärmung der Kunststoffolie erzielen, wodurch auch das Tiefziehergebnis positiv beeinflußbar ist.
In der Zeichnung ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels veranschaulicht.
Die Figur zeigt eine schematisierte Tiefzieheinrichtung durch welche eine Kunststoffolie hindurch läuft.
Mit 1 ist in der Figur eine als Positivform ausgebildete Tiefziehform bezeichnet, über der eine Kunststoffolie 2 verläuft. Oberhalb dieser Kunststoffolie 2 ist eine mit mehreren Strahlern 3 ausgestattete Heizeinrichtung 4 angeordnet, deren Strahler gegen die Kunststoffolie 2 gerichtet sind. Zwischen den letzten Strahlern 3 der Heizeinrichtung 4 und der Kunststoffolie 2 ist eine Abdeckblende 5 angebracht, welche einen Teil der senkrecht einfallenden Strahlungswärme dieser Strahler 3 abblendet und nur schräg bzw. diffus einfallende Strahlung zum abgedeckten Folienbereich gelangen läßt. Dabei ist die trotz Abdeckung einfallende Strahlungsmenge abhängig vom Abstand der Blende 4 von der Folie 2; je näher die Blende an der Folie angeordnet ist, umso geringer ist die noch einfallende Strahlungsmenge.
Die Kunststoffolie 2 wird getaktet gegen die Tiefziehform transportiert, wobei sie durch die Strahler 3 zuerst gleichmäßig erwärmt wird. Im Bereich der unmittelbar der Tiefziehform vorgeschalteten Abdeckblende 5, die mit einer Blendenöffnung 51 versehen ist, wird im wesentlichen nur noch der unter der Blendenöffnung liegende Folienabschnitt weitererwärmt. Mit dem nächsten Takt wird dann die damit unterschiedlich warme Folie ins Tiefziehwerkzeug transportiert und umgeformt.
Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine zum Herstellen eines Kunststoffdeckels vorgesehene Tiefziehform 1 vorhanden, die in ihrem Mittelabschnitt eine muldenförmige Vertiefung 11 aufweist, die von einem zum Ausformen des Deckelrandes vorgesehenen umlaufenden Rand 12 umgeben ist. In die muldenförmige Vertiefung münden Unterdruckkanäle 13, die in nicht dargestellter Weise an eine Unterdruckquelle angeschlossen sind. Die Blendenöffnung 51 der Abdeckblende 5 ist in ihrem Durchmesser kleiner als der Innendurchmesser dieses Randes 12. Dadurch wird der im Bereich des Randes 12 liegende Bereich der Kunststoffolie 2 gegen die senkrecht nach unten wirkende Strahlung der Heizeinrichtung 4 abgeschirmt und bleibt kühler als der unterhalb der Blendenöffnung 51 liegende Folienbereich. Beim Tiefziehen wird dadurch mehr Material aus dem unter der Blenden-Öffnung liegenden, stärker erwärmten Bereich abgezogen und der im Randbereich liegende Folienabschnitt wird nicht zu stark verdünnt, weshalb er eine größere Stabilität behält.
Wird anstelle der Strahlungsheizung für die Erwärmung der Kunststoffolie eine Kontaktheizung eingesetzt, so ist vorgesehen, daß die Heizplatten durch unterschiedliche Temperaturen und/oder unterschiedliche Kontaktzeiten eine individuelle Aufheizung der Folie bewirken können. Dabei können die Kontakt-Heizplatten so ausgestaltet sein, daß sie nur die Folienbereiche erwärmen, welche beim Tiefziehen stärker ausgedünnt werden sollen. Es kann dabei vorteilhaft sein, eine oder mehrere Heizplatten in Segmente aufzuteilen, welche über getrennte Regler auf unterschiedliche Temperaturen aufheizbar sind. Es ist allerdings auch möglich, die einzelnen Segmente mit unterschiedlichen Kontaktzeiten auf die Folie einwirken zu lassen und damit unterschiedliche Folientemperaturen zu erzeugen.
Weiterhin kann eine Kontakt-Kühleinrichtung vorgesehen werden, mit welcher die Folienbereiche, welche beim Tiefziehen weniger stark ausgedünnt werden sollen, abgekühlt werden können.

Claims

Verfahren zum Tiefziehen von Kunststoffteilen aus einer Folie, mit einer Heizeinrichtung zum Erwärmen der Folie, einem Tiefziehwerkzeug sowie einer Einrichtung zum Heraustrennen des fertigen Teiles aus der Folie, dadurch gekennzeichnet, daß die Erwärmung der Kunststoff-Folie über den tiefzuziehenden Bereich unterschiedlich erfolgt, wobei die Heizeinrichtung als Strahlungsheizung ausgebildet ist und ein Teil dieser Heizeinrichtung mit einer Abdeckblende versehen ist, durch welche eine unterschiedlich intensive Erwärmung des Tiefziehbereiches erzielt wird, wobei die Erwärmung im Bereich einer Blendenöffnung größer ist als im Bereich der Abdeckblende, und daß die Heizstrahler im Bereich der Abdeckblende gegenüber den übrigen Heizstrahlern unabhängig geregelt werden.
Vorrichtung zum Tiefziehen von Kunststoffteilen aus einer Folie, mit einer Heizeinrichtung zum Erwärmen der Folie, einem Tiefziehwerkzeug sowie einer Einrichtung zum Heraustrennen des fertigen Teiles aus der Folie, zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der als Strahlungsheizung ausgebildeten Heizeinrichtung (4) und der Kunststoff-Folie (2) eine Abdeckblende (5) vorgesehen ist, welche einen Teil der direkt wirkenden Strahlungswärme abdeckt, während im Bereich der Blendenöffnung (51) der Abdeckblende die Strahlungswärme unbehindert auf die Folie einwirkt, und daß die Heizeinrichtung im Bereich der Abdeckblende separat regelbar ausgebildet ist.