DE1454994A1

DE1454994A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Vorbereitung von thermoplastischen Kunststoffolien fuer die Differentialdruckverformung

Info

Publication number: DE1454994A1
Application number: DE19651454994
Authority: DE
Inventors: Brown Gaylord W
Original assignee: Brown Machine Company of Michigan Inc
Current assignee: Brown Machine Company of Michigan Inc
Priority date: 1964-07-24
Filing date: 1965-07-07
Publication date: 1971-11-11
Also published as: CH434707A; SE326823B; GB1074662A; BE667180A; US3321561A

Description

Brown Machine Company of Michigan, Inc·

Verfahren und Torrichtung zur Vorbereitung von thermoplastischen Kunststoffolien für die Differentialdruckverformung

Die Erfindung "bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Vorbereitung von thermoplastischen Kunststoffolien für die Differentialdruckverformung beim Transport durch eine Verformungsmaschine zur Formstation und richtet sich insbesondere auf die Förderung der Kunststoffolie und die Heizvorrichtung für Differentialdruckverformmaschinen zur Förderung einer kontinuierlichen, thermoplastischen Kunststoffolie von einer Rolle oder von einer Folienstrangpreßmaschine zu und durch eine Heizzbne, wo die Folie vor dem Einlauf in die Verformungszone vorbereitend erhitzt wird, um anschließend in der Verfor-

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Unterlagen (Art. 7 % l Abs. 2 Nr. I Satz 3 des ÄrKferurttWfes. _v. 4. 9.1£Τ67\.

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mungszone zu Eormkörpem verarbeitet zu werden»

Insbesondere richtet sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Verhinderung des Durchsackens drar Kunststoffolie wegen der in der Breite erfolgenden thermischen Ausdehnung, die beim Durchlauf der Folie durch diese Zone auftritt. Das Durchsacken ist nicht nur ein Problem bei der Verformung von Folien aus Polystyren, welche in zwei Achsrichtungen beim Durchlauf durch die Heizzone gestreckt werden, wie es beispielsweise in der US-Patentschrift 3 121 916 beschrieben ist. Jedoch kann man Polyolefinkunststoffe, wie lineares Polyäthylen, nicht in dieser Weise vor dem Verformungsvorgang strecken, weil dieses Strecken eine unterschiedliche Schrumpfung in den Formteilen bei deren Abkühlung zur Folge hat, wodurch sich diese Teile verwerfen.

Beim Verformen von Formgegenständen aus Polyolefin-Kunststoffolien-Ausgangsstoffen wird der Ausgangsstoff normalerweise fortschreitend durch parallele Förderer vorgerückt, welche die Folie an den gegenüberliegenden Seiten erfassen und zur Verformungszone fördern, wo Gesenke aus der Folie entsprechende Formkörper herstellen. Vor dem Einlauf in die Verformungszone läuft die Folie durch eine Heizzone, um sie auf die richtige Verformungstemperatur zu bringen· Ist die Folie auf die gewünschte Verformungstemperatur gebracht, dann dehnt sie sich allmählich aus, und diese Ausdehnung oder Längung in Breitenrichtung führt zu einem nicht mehr abge-

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stützten Mittelteil der Folie, der somit beim Durchgang durch die Heizzone allmählich durchsackt· Dieses Durchsacken der Folie führt zu einem unzulässigen und ungleichmäßigen Strecken in der Folie wegen des ungleichmäßig verteilten Gewichtes des durchgesackten Teiles, woraus sich ergibt, daß die schadhaften Teile mit unterschiedlicher Wandstärke und/oder Verwerfungen verformt werden. Diese Teile sind unerwünscht und führen zu Ausschuß· Da die Strek-

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kung daruberhinaus grundsätzlich/den Örtlich begrenzten Bereichen der Folie auftritt, erhalten die aus diesen Bereichen hergestellten Formteile eine geringere Wandstärke relativ zu den aus anderen Folienteilen geformten Formteilen, und der Entwurf einer Einrichtung zur Weiterverarbeitung aller entstandenen Formteile ist infolgedessen außerordentlich kompliziert.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine Folienfördervorrichtung der oben beschriebenen Art zu schaffen, bei der Einrichtungen zur Verhinderung des Durchsackens der Ausgangsfolie vorgesehen sind, das sonst beim Erwärmen des Materials auf eine Verformungstemperatur bei der Förderung durch die Heizzone auftreten würde·

Weiter richtet sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Lösung dieser Aufgabe.

Durch die Erfindung soll ferner eine Fördervorrichtung ge-

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schaffen werden, bei der solche das Durchsacken verhindernde Einrichtungen vorgesehen sind, die sich jedoch leicht in eine der im Gebrauch befindlichen Verformungsmaschinen einbauen läßt und darüber einfach und billig zu konstruieren ist.

Die Erfindung soll im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert werden. Die Zeichnungen zeigen in:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Diff erentialdruckverformungsmaschine mit einer erfindungsgemäßen Fördervorrichtung;

Fig. 2 eine vergrößerte Draufsicht auf die Fördervorrichtung gemäß der Erfindung;

Fig. 3 eine vergrößerte Vorderansicht eines der Folienförderelemente;

Fig. 4 eine Teildraufsicht auf dieses Folienförderelemenfc; Fig. 5 eine TeilSeitenansicht; und in

Fig. 6 eine Teilrückansicht zur Wiedergabe des Folienforder er antriebs ·

Die Zeichnung zeigt selbstverständlich nur ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Vorrichtung, das im Rahmen des fachmännischen Wissens abgeändert werden kann, ohne den Umfang der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

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Das Bezugszeichen 10 bezeichnet allgemein die Diff erentialdruckverformmaschine mit einem Rahmen 11 zur Aufnahme einer Gruppe von oberen und unteren Heizelementen 12, einer Folienfördervorrichtung 13, einem Fördererantrieb und einer Verformungsstation F, die durch senkrechte Säulen 15 begrenzt ist, auf denen senkrecht hin- und hergehende obere und untere Verformungsgesenke 16 und 17 beim Formvorgang aufeinanderzu und voneinanderweg bewegt werden. Der Vorrat 18 aus thermoplastischer Folie wird durch die Fördervorrichtung 13 zwischen den Gruppen von Heizlampen 12a, welche durch die Heizelemente 12 getragen werden, in die Verformungsstation F in Richtung des Pf eiles a nach Fig. 1 bewegt.

Wie man aus den Fig. 2 bis 5 erkennt, enthält die Folienfördervorrichtung 13 ein Paar im Abstand angeordneter Hauptschienen 19, die seitliche Konsolen 20 aufweisen, mittels deren die Schienen 19 auf dem Rahmen 11 durch Schrauben befestigt sind. Jede Konsole 20 weist ein Langloch 22 auf, welches die Einstellung der Hauptschienen 19 zur Anpassung an verschiedene Breiten des Folienvorrats ermöglichen. Im Stegteil 19a der Hauptschienen 19 sind zahlreiche Löcher 23 (Fig. 3) vorgesehen, die zur Befestigung von mit Gewindezügen versehenen Folienführungsschienentragstiften 24 und mit Gewinde versehenen Kettenrad- und Kettenführungstragstiften 25 dienen*¹ welehe—d«sch-Mut4;e3?n-26, Die allgemein mit dem Bezugszeichen 27 bezeichnete Folienführungs-

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Schienenanordnung, welche auf jeder Seite der Maschine vorgesehen ist, um die horizontale Lage der Kunststofffolie 18 aufrechtzuerhalten, enthält Führungsschienen 28 mit zugeordneten Kühlrohren 29» die zwischen die Führungs-' schienen 28 und die Platten 30 durch Muttern 31 auf den Stiften 24- festgeklemmt sind. Die Kühlrohre 29 sollen die Temperatur der Führungsschienen 28 unter einer vorbestimmten Temperatur halten.

Wie man aus Fig. 3 erkennt, ist eine Kettenrad- und Kettenführungsanordnung 32 einstellbar an jeder Schiene 19 durch die Stifte 25 und die Einstellmuttern 26 befestigt. Jede Anordnung 32 enthält einen länglichen hinteren Teil 32a, einen nach außen divergierenden Mittelteil 32b und einen länglichen vorderen Teil 32c, wie man aus Fig. 2 erkennt, wobei jeder Teil oder jede Länge erforderlichenfalls unabhängig eingestellt werden kann. Sind die Teile 32a, 32b und 32c getrennt für eine Relativeinstellung gelagert, dann sind auch getrennte Führungsschienen 28, Kühlrohre 29 und Platten 30 für jeden Teil vorgesehen. Eine Reihe von leerlaufenden Kettenrädern 33 ist auf der Anordnung 32 mit Hilfe von mit Gewinde versehenen Wellen 34 und Muttern 34a montiert. An der Anordnung 32 sind auch Winkelglieder 35 angeschraubt, welche Kettenführungsschuhe 36 für die endlosen Rollenketten 37 tragen, welche um die Kettenräder 33 auf jeder Seite der Maschine geführt sind. Man erkennt, daß seitliche Ansätze 38 auf bestimmten, im Abstand bef ind-

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lichen Kettengliedern 39 montiert sind, und daß diese Ansätze 38 aufrechte Stifte 40 tragen, welche in die Kanten der Kunststoffolie 18 eindringen.

Wie man aus Fig. 6 erkennt, sind die vorderen Kettenräder 33a auf senkrechten Wellen 41 montiert, welche in Lagern 42 und 43 gelagert sind· Am unteren Ende jeder Welle 41 ist ein Kegelzahnrad 44 befestigt, welches mit einem Kegelzahnrad 45 kämmt, das wiederum an einer waagerechten Antriebswelle 46 montiert ist. Die Antriebswelle 46 wird absatzweise durch eine aus einer Zahnstange und einem Ritzel bestehende Anordnung 47 betätigt, um die Folie 18 vorzurücken· Die aufeinanderfolgenden Teile der Folie werden in die Terformungszone vorgerückt und in einer festen Stellung für solange gehalten, daß die Verformungsgesenke 16 und 17 sich aufeinanderzu bewegen und die Folie verformen und anschließend sich wieder trennen können· Eine am Rahmen 11 befestigte Führungsplatte 48 (Fig· 2 und 5) führt die Folie 18 in die Maschine und hindert sie am Eingriff mit den Stiften 40, bis die Stifte 40 vollständig um die hinteren Kettenräder 33 gelaufen sind. Die Schienen 28 sind mit nach unten geneigten Flächen 28a an ihren hinteren Enden versehen, um die Folie 18 nach unten zu drücken, so daß sie von den Stiften 40 durchstochen wird. Die Schienen 28 sind an ihren vorderen Enden mit ähnlichen nach oben geneigten Oberflächen versehen, welche die Folie Ί3 von den Stiften 40 abheben. Am vorderen Ende der Maschine sind

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ferner Abstreif führungen 49 (Fig· 2 und 6) auf den Schienen 19 vorgesehen, um die Folie 18 zwangsläufig von den Stiften 40 abzuheben, wenn die Folie 18 die Maschine verläßt·

Im Betrieb wird die thermoplastische Folie 18 in die Maschine zwischen den Führungsplatten 48 und den nach unten geneigten Enden 28a der Führungen 28 eingeführt· Die Folie wird allmählich von den Stiften. 40 bäi ihrem Lauf über die unteren Oberflächen der Führungen 28 aufgespießt· Dies stellt sicher, daß die Folie ohne Möglichkeit eines Schlupfes vorrückt· Die Folie rückt dann absatzweise durch die Heiz- und Verf ormungsbereiche- zum vorderen Ende der Maschine vor, wo die Unter Seite-der Folie von den Abstreifführungen 49 erfaßt wird, um die Folie 18 von den Stiften 40 zu trennen·

Wie man aus Fig. 2 erkennt, werden die Schienenteile 32a, welche die vorderen Kettenräder· 33 aufnehmen, auf die Breite der einlauf enden Folie 18 und parallel zueinander eingestellt. Die Teile 32a divergieren, wenn sich die Folie durch die Heizzone 12 bewegt, und zwar soweit, um die thermische Längung aufzunehmen, die auftritt, wenn die Folie 18 erwärmt wird, wodurch verhindert wird, daß der Mittelteil der Folie 18 durchsackt. Die Divergenz der Teile 32b ist nicht so stark, daß die Kunststoffolie 18 in der Breite gestreckt werden würde· Die vorderen Teile der Schie-

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nenteile 32a und im wesentlichen die gesamten Teile 32b erstrecken sich zwischen den oberen und unteren Heizlampen 12a· Die hinteren Schienenteile 32c, welche sich vom hinteren Ende der Verformungsstation F durch das vordere Bade der Maschine erstrecken, sind zmeinander parallel, jedoch weiter voneinander entfernt als die Schienenteile 32a, um der vergrößerten Breite der Folie Rechnung zu tragen·

Zur Einstellung der Maschine ist es erforderlich, die Breitenstreckung der Folie zu kennen, die als unmittelbares Ergebnis der Erwärmung der Kunststoffolie 18 auf die Verformungstemperatur auftritt. Diese Breitenausdehnung läßt sich berechnen oder durch Versuch bestimmen. Nach dieser Berechnung oder Bestimmung werden die Schienenteile 32b so eingestellt, daß sie um das Ausmaß divergieren, welches genau gleich dem erhaltenen Breitenwachstum ist. Die Fördererketten 37 verhindern bei sorgfältiger Einstellung eine thermische Längung der Folie infolge Durchsackens, strecken die Folie jedoch nicht, so daß man eine bessere Kontrolle über die Qualität der erzeugten Formkörper erhält, als es früher möslich war. Die Lager 43 und die Kegelzahnräder 4-5 lassen sich in horizontaler Richtung einstellen, so daß die Wellen 4-1 in einer senkrechten Stellung gehalten werden, wenn die Teile 32a eingestellt werden.

·*■ Patentansprüche 109846/1370

Claims

- '!454994 Pat entansprüche

1.1 Verfahren zur Vorbereitung von thermoplastischen Kunststoffolien für die Differentialdruckverformung durch. Anlegen von Greif vorrichtungen an die Seitenkanten einer sich in Längsrichtung erstreckenden Folie und paralleles Verschieben der Greif vorrichtungen in Längsrichtung unter Aufbringen von ipLrme auf die Oberfläche der Folie, dadurch gekennzeichnet, daß bei Fortdauer der Aufbringung von Wärme zur Aufheizung der Folie auf die Verformungstemperatur die Greif vorrichtungen (37) mit einer Geschwindigkeit in Längsrichtung und nach außen bewegt werden, die die thermische Breitenausdehnung der erwärmten Folie (18) aufnimmt, aber im wesentlichen keinen in die Breite gehenden, streckenden Zug auf die Folie (18) überträgt, worauf man die Folie (18) in die Verformungszone (F) verbringt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Greifvorrichtung (37) auf der einen Seite der Folie (18) in Längsrichtung und parallel zu der anderen Greifvorrichtung die Folie (18) zu der Verformungszone (F) bewegt und die Verformungsstufe im wesentlichen im unmittelbaren Anschluß daran vor sich geht,

3· Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit Greif vorrichtungen, die sich in Längsrichtung der Aufheizvorrichtung erstrecken, dadurch gekennzeichnet, daß die Greif vorrichtungen aus endlosen Förderketten (37) mit hochstehenden Stiften (40) bestehen,

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die in die Seitenkanten der Folie (18) eindringen·

4. Vorrichtung nach. Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die endlosen Förderketten (37) parallele Abschnitte aufweisen, die mit in Richtung der Verformungszone (F) divergierenden Teilen abwechseln, welche in Querrichtung verstellbar sind.

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