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V( ren und Vorrichtung zum Verformen von diinnen P].ttterl oder
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Streifen Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum Verformen von dünnen Platten oder Streifen, insbesondere zur Herstellung von
Schiebedeckeln aus thermoplastischen Kunststoffolien für Verpackungen.
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Verpackungsschachteln aus durchsichtigem Kunststoff, wie sie z.B.
zum Verpacken und Anbieten von Kleineisenwaren bekannt sind, bestehen in der Regel
aus einer tiefgezogenen, schachtelförmigen Verpackungseinheit mit an mindestens
zwei Seiten abstehenden Rändern und einem Schiebedeckel, der auf die Verpackungseinheit
geschoben und dort verrastet werden kann und hierbei deren abstehende Ränder umgreift.
Zwei Randzonen des Deckels müssen daher ab- oder umgebogen sein, um die Ränder der
Verpackungseinheit umfassen zu können.
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Das Ab- oder Umbiegen der Deckelrandzonen wurde bisher in der Weise
durchgeführt, daß der Deckel erwärmt wurde und, sobald er die notwendige Temperatur
erreicht hatte, durch ein Werkzeug gebogen wurde, beispielsweise im Gesenk oder
in einer Verformungseinrichtung mit Rollen, wie sie auch für das Bördeln von Blechen
bekannt ist. Diese Verfahren sind jedoch sowohl vom Zeit- und Personalaufwand her,
als auch aus der Sicht der Werkzeugkosten zu aufwendig, insbesondere da in manchen
Ausführungen auch noch die Ränder der Verpackungseinheit selbst abgewinkelt werden
müssen.
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Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, ein Verfahren anzugeben,
mit dem das Verformen von Platten oder Streifen, vorzugsweise aus thermoplastischem
Kunststoff, einfacher wird.
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Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art
dadurch gelöst, daß der zu verformende
Teil relativ zu und -in mindestens
einem sich in Bewegungsrichtung in seinem Querschnitt kontinuierlich verändernden
Verformungskanal verschoben wird, dessen Eintrittsquerschnitt dem Querschnitt des
zu verformenden Teiles angepaßt ist und dessen Austrittsquerschnitt dem Querschnitt
des Fertigteils entspricht.
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Der Verformungskanal ist also, wenn beispielsweise eine ebene Kunststoffplatte
verformt werden soll, auf der Eintrittsseite schlitzförmig und verändert sich in
Vorschubrichtung in der Weise, wie das Teil verformt werden soll. Beim Abbiegen
von Rändern geht der Schlitz daher allmählich und kontinuierlich in den gewünschten
Randquerschnitt über. Im Prinzip läßt sich jedes beliebige gewünschte Profil erzielen,
beispielsweise auch ein Mehreck oder ein im Querschnitt etwa kreisförmiges oder
spiralförmiges Profil.
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Bei diesem Verfahren muß der zu verformende Teil lediglich durch den
Verformungskanal gezogen werden, wobei er allmählich die. gewünschte Form annimmt.
Die Herstellung vereinfacht und verbilligt sich hierdurch erheblich; insbesondere
ist es auch ohne weiteres möglich, selbst bei kleineren Stückzahlen auf eine automatische
Fertigung überzugehen. Die Herstellung kann auch weniger zeit- und personalaufwendig
erfolgen.
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Das neue Verfahren ist im Prinzip zur Verformung dünner plattenförmiger
Körper aus jedem verformbaren Material geeignet.
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Bevorzugt findet das Verfahren Verwendung zur Verformung von Kunststoffplatten
oder -streifen, sowie zum Ab- und Umbiegen der Ränder von Kunststoff-Verpackungseinheiten
und Kunststoffdeckeln. Auch zur Herstellung von Profilen ist das neue Verfahren
geeignet. Es ist nicht nur auf die Verformung von Kunststoffteilen beschränkt; auch
Blech, beispielsweise Karosserieblech, kann verformt werden, wobei ebenfalls Profile
oder abgebogene Kanten hergestellt werden können.
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Zur Durchführung des Verformungsvorgangs muß das zu verformende Teil
relativ zu dem Verformungskanal bewegt werden. Aus arbeitstechnischen Gründen sowie
zur Vereinfachung des Werkzeugs ist es hierbei zweckmäßig, wenn der Verformungskanal
ortsfest ist und der zu verformende Teil bewegt wird, obwohl dieses Prinzip auch
umkehrbar ist, d. h. der zu verformende Teil kann ortsfest sein und der Verformungskanal
bewegt werden. Bei einem beweglichem Teil kann dieses während des Verformungsvorgangs
an einem entlang von Führungsschienen bewegbaren Schlitten o.dgl.
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festgelegt sein, was im Gegensatz zur Durchführung des Vorschubes
von Hand den Vorteil hat, daß die Bearbeitung schneller und genauer durchgeführt
werden kann. Eine andere günstige Möglichkeit zur Führung des zu verformenden Körpers
besteht darin, daß wenigstens zwei gegenüberliegende Verformungskanäle vorgesehen
sind, entlang derer der Körper während des Verformungsvorgangs selbstführend bewegt
wird. Die Verformungskanäle wirken hierbei auch als Führungsschienen, so daß diese
Führungsmöglichkeit besonders einfach zu verwirklichen ist. Vor dem Verformen findet
zweckmäßig ein Erhitzen der zu verformenden Teile - wenn diese aus thermoplastischem
Kunststoff bestehen - auf ihrem Erweichungspunkt statt. Nach der Verformung muß
entsprechend auf Ausgangstemperatur abgekühlt werden.
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Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des oben geschilderten
Verfahrens umfaßt mindestens ein Verformungswerkzeug, das wenigstens einen sich
in Vorschubrichtung des Körpers in seinem Querschnitt kontinuierlich verändernden
Verformungskanal, dessen Eintrittsquerschnitt dem Querschnitt des unbearbeiteten,
zu verformenden Körpers angepaßt ist und dessen Austrittsquerschnitt dem Querschnitt
des Fertigteils entspricht, aufweist. Dieses Verformungswerkzeug enthält den Verformungskanal.
Es kann ein- oder mehrteilig hergestellt sein, wobei in der Regel aufgrund des in
ihm verlaufenden und geometrisch komplexen Verformungskanals eine mehrteilige Herstellung
zweckmäßig sein wird. Der Gradient des Verformungskanals in
Längsrichtung,
d. h. der Grad der Verformung pro Längeneinheit, hängt von dem zu verformenden Material
ab.
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Vorzugsweise ist das Verformungswerkzeug ortsfest angeordnet, beispielsweise
an einer Auflage befestigt, und das Teil wird in Längsrichtung des Verformungswerkzeugs
bewegt, wozu eine Vorschubeinrichtung vorgesehen ist. Das zu verformende Teil wird
in vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung durch einen entlang von parallel zu
dem Verformungswerkzeug verlaufenden Führungsschienen bewegbaren Schlitten o.dgl.,
an dem der Körper während des Verformungsvorgangs festgelegt ist, bewegt. Eine andere
Ausführungsform sieht zwei gegenüberliegende, mit Verformungskanälen versehene Verformungswerkzeuge
vor, die den Körper während des Verformungsvorgangs selbstführend halten. In diesem
Fall ist es günstig, wenn weiterhin eine Spannvorrichtung, vorzugsweise ein pneumatischer
Zylinder, vorgesehen ist, die den Körper während des Verformungsvorgangs gegen ein
mit der Vorschubbewegung mitgehendes Anlageteil preßt. Hierdurch wird eine sichere
Führung erreicht und ein Verkanten ausgeschlossen.
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Der Vorschub des zu verformenden Körpers oder des Schlittens oder
Wagens, der diesen Körper trägt, kann von Hand erfolgen.
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Zweckmäßig ist es allerdings, einen Zylinder vorzusehen, dessen Kolbenstange
an dem Körper direkt oder indirekt angreift. Der gesamte Arbeitsvorgang der Verformung
kann damit automatisch erfolgen, wobei zugleich eine stets gleichbleibende Vorschubgeschwindigkeit
gewährleistet ist. Der Vorschub kann entweder durch Schieben von hinten oder durch
Ziehen an der Vorderkante des zu verformenden Teiles, beispielsweise durch ein angetriebenes
Klemmrollenpaar erfolgen.
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Wenn eine zweite Vorschubeinrichtung, die die zu verformenden Teile
aus einem Magazin, das mehrere dieser Teile enthält, sequentiell der Verformungseinrichtung
#zuführt, vorgesehen ist, so kann auch die Zufuhr automatisiert werden, so daß die
gesamte Vorrichtung vollautomatisch arbeitet. Es versteht sich von
selbst,
daß hierdurch der zur Bedienung notwendige Aufwand bis auf ein Minimum reduziert
werden kann.
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In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist in Vorschubrichtung
vor dem Verformungswerkzeug eine Aufnahmezone, insbesondere eine Platinenaufnahme
angeordnet, und/oder hinter dem Verformungswerkzeug eine Auslaufzone, insbesondere
ein Verweilkanal. Die zu verformenden Körper, insbesondere Kunststoffplatinen, werden
in die Aufnahmezone eingelegt und können nach dem Verformungsvorgang der Auslaufzone
entnommen werden. Im Fall der Verformung von Kunststoffkörpern kann die Aufnahmezone
überdies als Heizzone ausgebildet sein, in der der Kunststoff auf seine für die
Verformung notwendige Temperatur gebracht wird, während die Auslaufzone zum Abkühlen
der Kunststoffkörper nach der Verformung dient. Mit der neuen Vorrichtung können
auch Streifen von einer Rolle kommend kontinuierlich verformt und erst danach in
gewünschter Länge abgeschnitten werden Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich
aus der nachfolgenden Beschreibung zur Zeichnung, in der insbesondere am Beispiel
der Verformung von Kunststoffdeckeln einer Kunststoff-Verpackungseinheit bevorzugte
Ausführungsformen der Erfindung dargestellt sind. Es zeigen: Fig. 1 die prinzipielle
Anordnung eines Verformungswerkzeugs, Fig. 2a Ansichten und Schnitte des in der
Fig. 1 gebis 2k zeigten Verformungswerkzeugs, Fig. 3 einen weiteren möglichen Querschnitt
durch ein Verformungswerkzeug auf der Ausgangsseite desselben, Fig. 4 die Seitenansicht
einer vollständigen Verformungsvorrichtung,
Fig. 5 die Stirnansicht
dieser Vorrichtung in Richtung des Bezugspfeils V der Fig. 4, Fig. 6 die Seitenansicht
einer weiteren Verformungsvorrichtung, Fig. 7 die Ansicht dieser Vorrichtung von
oben in Richtung des Bezugspfeils VII der Fig. 6 und Fig. 8a verschiedene Kanten
und Profile.
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bis 8r Die Fig. 1 zeigt die schematische Draufsicht auf ein Verformungswerkzeug
1, die Fig. 2a die Stirnansicht dieses Verformungswerkzeugs gemäß dem Bezugspfeil
A der Fig. 1 und die Fig.
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2b bis 2k Schnitte durch das Verformungswerkzeug der Fig. 1 entlang
den Bezugs linien B-B bis K-K. Aus den verschiedenen Querschnitten gemäß Fig. 2
ergibt sich der Verlauf des Verformungskanals. In diesen Verformungskanal wird ein
Stück einer Kunststoffolie 2, die zunächst ebene Gestalt hat, eingeführt.
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Dieses Stück der Kunststoffolie soll später als Deckel einer Kunststoff-Verpackungseinheit
mit abstehenden Rändern dienen, wozu es erforderlich ist, die Ränder umzubiegen,
damit sie den Rand der eigentlichen Verpackungseinheit umfassen können, wobei der
Deckel direkt auf die Verpackungseinheit geschoben werden kann. Wie aus Fig. 2a
erkennbar, kann die Kunststoffolie 2 ohne Verbiegung oder Kraftaufwand in das Verformungswerkzeug
eingeführt werden. Der Querschnitt des in dem Verformungswerkzeug 1 vorgesehenen
Verformungskanals verändert sich nun jedoch kontinuierlich in Längsrichtung des
Verformungswerkzeugs, d. h. in Vorschubrichtung der Kunststoffolie. Obwohl in den
Fig. 2a bis 2k nur diskrete Querschnitte dargestellt werden können,versteht es sich,
daß zwischen diesen Querschnitten jeweils ein kontinuierlicher Ubergang liegt. Gemäß
Fig. 2b ist der untere Teil 2a der Kunststoffolie bereits um 300 abgebogen, gemäß
Fig. 2c um 600 und gemäß Fig. 2d um 900, d. h. er bildet mit dem Hauptteil der Folie
einen rechten Winkel. Der äußerste Teil 2b des unteren
Teils 2a
wird dann gemäß den Fig. 2e bis 2g aufgerichtet, so daß mit dem Hauptteil der Folie
Winkel von zunächst 1200 (Fig. 2e), dann 1500 (Fig. 2f) und schließlich 1800 (Fig.
2g) eingeschlossen werden. Gemäß den Fig. 2h bis 2k wird der Teil 2b dann bis zur
Austrittsseite des Verformungswerkzeugs 1 weiter umgebogen, wobei er mit dem Hauptteil
der Folie nacheinander 2100 (Fig. 2h), 2400 (Fig. 2i) und 2700 (Fig. 2k) einschließt.
Der Rand der aus dem Verformungswerkzeug 1 austretenden Kunststoffolie ist damit
sowohl ab- als auch umgebogen und für eine Kunststoff-Verpackungseinheit bestimmt,
die auf mindestens zwei Seiten mit überstehenden und senkrecht nach unten abgebogenen
Rändern versehen ist.
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Mit dem geschilderten Verfahren können im Prinzip alle dünnen und
plastisch verformbaren Körper verformt werden, beispielsweise auch Blech. Bevorzugt
wird es zur Verformung von thermoplastischen Kunststoffteilen verwendet, beispielsweise
für aus PVC, Polystyrol oder anderen Thermoplasten bestehende Kunststoffdeckel einer
Verpackungseinheit oder auch für die Verpackungseinheit selbst, wenn deren Ränder
ab- oder umgewinkelt werden sollen. Es ist auch möglich, von einer Rolle abgezogenes
Material durch den Verformungskanal zu bewegen und erst hinterher zuzuschneiden.
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Es versteht sich, daß bei entsprechender Gestaltung des Verformungswerkzeugs
auch andere Verformungen zu erreichen sind. Beispielhaft zeigt die Fig. 3 einen
Querschnitt durch ein Verformungswerkzeug 3 im Bereich von dessen Austrittsseite,
mit dem ein "Einrollen" des Randes einer Kunststoffplatte 4 zu erreichen ist.
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In den Fig. 4 und 5 ist die Seiten- bzw. Stirnansicht einer kompletten
Vorrichtung zur Verformung der Ränder von Kunststoffplatten gezeigt. Auf einem Tisch
5 ist eine Befestigungsplatte 6 festgeschraubt, die eine Führungsleiste oder Führungsschiene
7 trägt. Auf dieser Führungsschiene ist ein Rollwagen 8
mit Rädern
9a bis 9d beweglich gelagert. Dieser ist über einen Handgriff 10 in Richtung des
Doppelpfeils 11 in Längsrichtung verschiebbar und trägt eine dünne Kunststoffplatte
12. Unterhalb der Führungsschiene 7 ist eine beheizte Plattenaufnahme 13 angeordnet,
in der die Kunststoffplatte auf die zur Verformung notwendige Temperatur, also etwa
1000 C, gebracht wird. An die Plattenaufnahme schließt sich der Verformungskanal
14 an, der im Prinzip wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt ausgebildet ist.
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Mit 15a und 15b sind Verweilkanäle bezeichnet, in denen die Kunststoffplatte
nach der Verformung abkühlen kann. Ein Abdeckblech 16, das mit der Befestigungsplatte
6 in Verbindung steht, schützt den auf der Führungsschiene 7 abrollenden Rollwagen
8.
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Soll eine Kunststoffplatte bearbeitet werden, so wird sie zunächst
auf dem Rollwagen 8 eingespannt. Dieser ist hierfür mit einer entsprechenden Spanneinrichtung
ausgestattet. Die Platte verbleibt in der Platinenaufnahme 13, bis sie ihre Verarbeitungstemperatur
erreicht hat. Anschließend wird der Rollwagen 8 mittels des Handgriffs 10 vorgeschoben,
d. h. in der Darstellung gemäß Fig. 4 nach links. Die Kunststoffplatte tritt hierbei
in den Verformungskanal des Verformungswerkzeugs 14, wobei der ab- oder umzubiegende
Rand derselben seine endgültige Form erhält. Anschließend verbleibt sie in einem
der Verweilkanäle 15a oder 15b, bis sie ausreichend abgekühlt ist. Sie kann dann
von dem Rollwagen 8 gelöst werden, der, wenn er wieder (nach rechts) in die Ausgangsstellung
zurückgefahren ist, für den nächsten Bearbeitungsvorgang bereit ist. Sollen zwei
gegenüberliegende Ränder einer Kunststoffplatte umgebogen werden, so ist für die
zweite Verformung ein zweiter Arbeitsgang notwendig.
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In den Fig. 6 und 7 ist eine weitere Verformungsvorrichtung gezeigt,
bei der zwei gegenüberliegende Ränder einer Kunststoffplatte gleichzeitig umgebogen
werden können und die überdies vollautomatisch arbeitet. In einem Magazin 17 lagert
unter Druck (Pfeil 18) ein Vorrat an Kunststoffplatten. Die Kolbenstange 20 eines
pneumatischen Zylinders 19 steht mit einem
Schieber 21 in Verbindung,
der jeweils die unterste Kunststoffplatte des in dem Magazin 17 enthaltenen Stapels
in die Startposition schiebt. Diese Startposition ist eine Plattenführung 22, wo
die Platte in zwei gegenüberliegenden Führungen gehalten und auf ihre Verarbeitungstemperatur
gebracht wird. Sie liegt hierbei auf einem Anlageteil 23 und wird von einem Stempel
24, der mit der Kolbenstange 25 eines weiteren pneumatischen Zylinders 26 verbunden
ist, gegen dieses Anlageteil gepreßt. In der Fig. 6 ist die gerade zwischen Anlageteil
23 und Stempel 24 befindliche Kunststoffplatte mit 27 bezeichnet.
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Hat die Kunststoffplatte ihre Verarbeitungstemperatur erreicht, so
wird ein dritter pneumatischer Zylinder 28 mit Druck beaufschlagt. Die Kolbenstange
29 dieses Zylinders greift an dem Anlageteil 23 an, so daß dieses Anlageteil zusammen
mit der Platine 27 und dem pneumatischen Zylinder 26 in der Darstellung gemäß den
Fig. 6 und 7 nach links bewegt wird. Die Kunststoffplatte wird hierbei auf gegenüberliegenden
Seiten durch die Verformungswerkzeuge 30a und 30b gezogen, die diese Platte führen
und gleichzeitig zwei Ränder derselben verformen. Anschließend gelangt die Platte
zur Abkühlung in die Verweilkanäle 31a und 31b bzw. 32a und 32b. Die Plattenführungen,
die Verformungswerkzeuge und die Verweilkanäle sind in Richtung der Doppelpfeile
33a und 33b verstellbar, so daß auch Platten unterschiedlicher Breite bearbeitet
werden können. Durch entsprechende Steuerung der pneumatischen Zylinder 19, 26 und
28 kann der gesamte Verformungsvorgang vollständig automatisiert werden.
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In den Fig. 8a bis 8r sind weitere Kanten und Profile dargestellt,
die nach dem neuen Verfahren hergestellt sind. Die Fig.
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8a bis 8d zeigen Profile, die als Kantenschutz beispielsweise für
Möbel dienen, während in den Fig. 8e bis 8h Verpackungseinheiten aus Kunststoff
dargestellt sind. Auf diese Verpackungseinheiten können thermoplastische Schiebedeckel
der in den Fig.
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8i und 8k gezeigten Art aufgeschoben werden (in der Fig. 8k ist
der
Schiebedeckel mit 34 bezeichnet und die lediglich angedeutete Verpackungseinheit
mit 35). Die Fig. 81 zeigt ein Blechscharnier und die Fig. 8m eine ebenfalls aus
Blech hergestellte Regalschiene, während in der Fig. 8n eine Bau-Dehnungsfuge und
die Fig. 8O bis 8r verschiedene Bauprofile (ebenfalls aus Blech) aufweisen.
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Aus den dargestellten Beispielen wird ersichtlich, daß mit dem neuen
Verfahren nicht nur Kunststoffplatten, sondern auch Blech und andere verformbare
Werkstoffe bearbeitet werden können. Eine Verformung kann über die gesamte Breite
der Platte oder Streifen erzielt werden.
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- L e e r s e i t e -