CH386101A - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines einseitig offenen Behälters mit paarweise zueinander parallelen Seitenwänden aus einem Thermoplast - Google Patents

Description

  
 



  Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines einseitig offenen Behälters   mit    paarweise zueinander parallelen Seitenwänden aus einem Thermoplast
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren, durch welches bei der Formung eines doppelwandigen, mit einem Boden versehenen Behälters, vorzugsweise eines kombinierten Aussen- und Innengehäuses für einen Kühlschrank, aus einer ebenen erwärmten Folie aus einem Thermoplast in einem Stück durch Ziehen mit Werkzeugen und Vakuum parallele Behälterwände ohne Aushebeschräge hergestellt werden können. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.



   Es ist bekannt, einen doppelwandigen Behälter mit einem Boden, beispielsweise ein kombiniertes Aussen- und Innengehäuse für einen Kühlschrank, aus einer ebenen, erwärmten Folie aus einem Thermoplast in einem Stück durch Ziehen zwischen in  ineinander    verschiebbaren Werkzeugen herzustellen, durch welche die Folie bis in die Nähe der endgültigen Form des Behälters vorgeformt und daraufhin durch einseitige Anwendung von Vakuum in einem Werkzeug, welches der Form des endgültigen Behälters entspricht, in die endgültige Form gebracht wird. Während des Formvorganges wird die Folie beispielsweise durch Warmluft oder durch im Werkzeug vorgesehene Erwärmungseinrichtungen auf oder in der Nähe der günstigsten Arbeitstemperatur gehalten.

   Nach Erreichen der endgültigen Form wird die Folie vor dem Herausnehmen aus dem Werkzeug abgekühlt, wobei sie am Anfang der Abkühlung durch Vakuum in ihrer Endlage gehalten wird, damit sie die Form des Behälters beibehält. Ein leichtes Schrumpfen ist jedoch unvermeidlich, was mit sich bringt, dass sich die Aussenwände des Behälters von den Wänden des äusseren Werkzeuges abheben, während die Innenwände das innere Werkzeug um so fester umspannen. Um das Herausnehmen des Behälters aus der Ziehform, das zweckmässig mit Druckluft ausgeführt wird, zu erleichtern, muss das entsprechende innere Werkzeug mit einer Aushebeschräge versehen sein.



   Die vorliegende Erfindung bezweckt unter anderem, die oben erwähnten Nachteile zu beseitigen und ein Verfahren zu schaffen, das die Herstellung eines Behälters mit parallelen Wänden ohne Aushebeschräge ermöglicht. Die Erfindung ist zu diesem Zwecke dadurch gekennzeichnet, dass die Folie nach Erwärmung zwischen senkrecht zur Folienebene verschiebbaren, mit Abstand in Querrichtung ineinandergreifenden Werkzeugen, von beispielsweise Kastenform, durch Zusammenschieben derselben bis in die etwa endgültige Form beispielsweise in die Form von zwei ineinander geschobenen Pyramidenstümpfen mit nach entgegengesetzten Richtungen weisenden Grundflächen, gezogen wird, wonach sowohl die Aussenwände des Behälters als auch dessen Innenwände durch Vakuum allseitig in im wesentlichen parallel zur ursprünglichen Folienebene gelegenen Richtungen nach auswärts gezogen werden.



   Die erfindungsgemässe Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens besteht aus senkrecht zu der ebenen Folie verschiebbaren und mit Einrichtungen zum Vakuumziehen versehenen Formwerkzeugen, die so ausgebildet sind, dass in zusammengeschobenem Zustand die einander zugekehrten Seitenwandungen der Werkzeuge grössere Abstände als die Foliendicke besitzen.



   Das erfindungsgemässe Verfahren wird anhand eines in der Zeichnung während verschiedener Verfahrensstufen schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens näher beschrieben.  



   Eine ebene Folie aus einem Thermoplast, bei spielsweise Polystyrol, wird in einem zweiteiligen Rahmen 10, 11 fest eingespannt und in einem Ofen bis zum Erweichen erhitzt. Dabei ist es zweckmässig, in dem Ofen so viel Platz vorzusehen, dass sich die weiche Folie etwas unter die Grundebene des Rahmens 11, 10 durchwölben kann. Danach wird der Rahmen 10, 11 mit der darin befindlichen warmen Folie auf das Gestell 12 einer Vorrichtung mit einem durch eine Stange 13 aufwärts und abwärts verschiebbaren oberen Werkzeug 14 angeordnet.



  Unter der Folie 15 ist eine Vorrichtung mit einem zweiten, gleichfalls durch eine Stange 16 auf- und abwärts verschiebbaren untern Werkzeug 18, 19, 20 versehen.



   Die Folie 15, das untere Werkzeug 18, 19, 20 und das Vorrichtungsgestell 12 umschliessen einen Raum 17. Das untere Werkzeug kann, wie in den Figuren dargestellt, in einen Aussenteil 18 und einen zentralen Teil, der aus einem Innenteil 19 und einem Bodenteil 20 besteht, aufgeteilt sein. Durch verschiedene gegenseitige Einstellungen zwischen den beiden Teilen 18 bzw. 19, 20 des unteren Werkzeuges ist es möglich, Thermoplastbehälter verschiedener Tiefe mit denselben Werkzeugen herzustellen.



   Nach Aufsetzen des Rahmens 10, 11 auf das Gestell 12 wird das obere Werkzeug 14, wie in Fig. 1 gezeigt, so weit gesenkt, dass seine Unterkante 21 die erwärmte Folie 15 an einer dafür zweckmässigen Stelle berührt. Hierfür ist eine im voraus bestimmte Durchsenkung der ebenen Folie erforderlich, die z. B. dadurch erhalten werden kann, dass in dem Raum 17 unter der Folie 15 ein Unterdruck erzeugt wird. Zu diesem Zweck sind in dem Bodenteil 20 des unteren Werkzeuges eine Anzahl von an der äusseren Kante in den Raum 17 einmündender Kanäle 22 vorgesehen, die mit einem Ringraum 23 in dem unteren Teil der Form in Verbindung stehen, an welchen eine Leitung 24 mit einem Umstellhahn 25 angeschlossen ist. An den Umstellhahn 25 kann über eine Leitung 26 eine Vakuumpumpe angeschlossen werden (Fig. 1). In einer anderen Stellung des Umstellhahnes wird der Raum 17 über eine Leitung 27 entlüftet.



   In das Innere des oberen Werkzeuges 14 münden an dessen Innenkanten eine Anzahl Kanäle 28 ein, welche durch Leitungen 29 mit einem Umstellhahn 30 verbunden sind, welcher derart umschaltbar ist, dass der vom oberen Werkzeug 14 umfasste Raum durch die Leitung 32 an eine Vakuumpumpe angeschlossen oder über eine Leitung 33 entlüftet oder ganz abgeschlossen werden kann. Der erhabene Innenteil 19 des unteren Werkzeuges ist mit einem Kanal 34 versehen, welcher in der Mitte an der höchstgelegenen Stelle des Innenteiles 19 in den Raum 17 einmündet und über eine Leitung 35 an einem Umstellhahn 36 angeschlossen ist.

   Am   Über-    gang von den Seitenflächen des Innenteils 19 zum Bodenteil 20 münden eine Anzahl Kanäle 37 in den Raum 17 ein, die von einem im Inneren des Werkzeuges gelegenen Raum 38 ausgehen, welcher über eine Leitung 39 mit dem Umstellhahn 36 in Verbindung steht. Dieser Umstellhahn 36 ist mit einem Küken 41 versehen, dessen Durchlauf 42 so ausgebildet ist, dass wahlweise die Leitung 35 allein oder beide Leitungen 35 und 39 gleichzeitig an eine Entlüftungsleitung 40 angeschlossen oder beide Leitungen 35 und 39 voneinander getrennt angeschlossen werden können.



   Wenn das obere Werkzeug 14 mit der Folie 15 in Berührung gebracht worden ist und der Umstellhahn 30 am oberen Werkzeug sowie der Umstellhahn 36 am unteren Werkzeug geschlossen sind, während der Raum 17 unterhalb der Folie über dem Umstellhahn 25 an eine Vakuumpumpe angeschlossen ist, werden die Umstellhähne in die Stellungen nach Fig. 2 umgestellt, d. h. Hahn 30 verbindet den Raum 31 über die Leitung 33 mit Aussenluft, Hahn 25 ist ganz geschlossen und Hahn 36 ist in einer solchen Stellung, dass die Luft aus dem Raum 17 unter der Folie 15 durch den Kanal 34 und die Leitung 35 ins Freie entweichen kann.



  Danach wird das Absenken des oberen Werkzeuges 14 fortgesetzt, wobei der ausserhalb der Unterkante 21 des Werkzeuges 14 gelegene Teil der Folie gedehnt wird, während der innerhalb der Unterkante 21 gelegene Teil der Folie auf Grund des zunehmenden Luftdruckes in dem Raum 31 im Werkzeug eingepresst wird. Die Absenkung des oberen Werkzeuges 14 wird so lange fortgesetzt, bis die äusseren Teile der Werkzeugunterkante 21 ihre Endlage erreicht haben.



   Danach wird das untere Werkzeug 18, 19, 20 nach aufwärts geschoben, bis, wie in Fig. 3 gezeigt, die obere Kante 44 des äusseren Teiles 18 ihre endgültige Lage erreicht hat, wobei sich gleichzeitig der Bodenteil 20 mit der dazwischen liegenden Folie   1S    gegen die Kante 21 des oberen Werkzeuges 14 abstützt. Die Umstellhähne 30 und 25 stehen dabei in derselben Stellung wie in Fig. 2, d. h. der Raum 31 im oberen Werkzeug 14 steht durch die Leitung 33 mit der Aussenluft in Verbindung und der von dem Aussenteil 18 des unteren Werkzeuges umschlossene Ringraum 45 auf der unteren Seite der Folie ist sowohl gegenüber der Vakuumpumpe als auch gegenüber der Aussenluft abgesperrt.

   Auch der Hahn 36 steht während der Bewegung des Werkzeuges in derselben Stellung wie in Fig. 2 dargestellt, d. h. die unter der Folie im Inneren des oberen Werkzeuges 14 eingeschlossene Luft kann durch den Kanal 34 und den Umstellhahn 36 ins Freie entweichen, während die Kanäle 37 an der inneren Bodenkante geschlossen sind. Die in dem Raum 17 eingeschlossene Luft wird hierbei zwischen der Kante 43 am inneren Teil 19 des unteren Werkzeuges und dem zunächst gelegenen Teil der Folie   zusamt    mengepresst und entweicht durch den Kanal 34.



   Die Thermoplastfolie ist, wenn das Werkzeug der Ziehvorrichtung bis in die in Fig. 3 gezeigte Lage gebracht ist, so weit durch mechanisches Ziehen  gestreckt und mit seinem Material auf die Aussenwände und Innenwände des Behälters verteilt, dass es möglich ist, die Folie durch Vakuum in die endgültige Form des Behälters zu bringen. Beim Va  kuumziehen    werden die Umstellhähne in die Stellungen nach Fig. 4 gebracht, d. h. der obere Hahn 30 verbindet den Raum 31 im oberen Werkzeug 14 über die Leitung 32 mit einem Vakuumerzeuger und der Hahn 25 ist so eingestellt, dass der Raum 45 (Fig. 3) ausserhalb der Aussenwände des Behälters durch die Leitung 26 an einen Vakuumerzeuger angeschaltet ist.

   Gleichzeitig ist der Hahn 36 so eingestellt, dass sowohl der Kanal 34 als auch die Kanäle 37 im unteren Werkzeug mit der   Entlüftmgsleitung    40 in Verbindung stehen. Beim Vakuumziehen ist es möglich, die Folie allseitig in im wesentlichen parallel zur ursprünglichen Folienebene gelegenen Richtungen nach auswärts zu ziehen. Dies bedeutet, dass das Volumen, das von den inneren Seitenwänden dem Boden und einer gedachten Ebene über die Öffnung des Behälters eingeschlossen ist, durch das Vakuumziehen vergrössert wird. Gleichfalls tritt durch das Vakuumziehen eine Vergrösserung des von den Aussenwänden und zwei gedachten Ebenen durch die Öffnungskanten der Aussenwände eingeschlossenen Volumens ein. Das Verfahren, das die letztgenannte Vergrösserung mit sich bringt, ist bekannt, das Verfahren zur Vergrösserung des Innenvolumens des Behälters aber neu.



   Die Wandungen der Werkzeuge können zweckmässig beheizt sein, damit die Folie so lange auf der passenden Arbeitstemperatur gehalten wird, bis das Ziehen beendet ist. Danach darf die Folie erkalten oder sie wird abgekühlt, wobei ein gewisses Schrumpfen eintritt. Dadurch löst sich die Folie von den Seitenwänden, so dass das Herausziehen des fertigen Behälters aus den Werkzeugen keine Schwierigkeiten bereitet. Die Werkzeugteile werden so weit auseinandergezogen, dass eine neue Thermoplastfolie eingeführt werden kann, nachdem der geformte Behälter herausgenommen worden ist, was beispielsweise durch Einblasen von Druckluft an geeigneten Stellen geschehen kann.



   Das erfindungsgemässe Ziehen mit nachfolgender Schrumpfung macht es überflüssig, eine Aushebeschräge in den Formwerkzeugen vorzusehen, was sich vorteilhaft auf das Ergebnis auswirkt und die Arbeit beim Formen erleichtert.



   Durch entsprechende Ausnutzung des äusseren Teiles 18 im unteren Werkzeug in der angegebenen Weise kann der Übergang zwischen dem dicken, in den Rahmen 11 eingespannten Teil der Folie 15 und dem bedeutend dünneren gezogenen Teil zwischen den Rahmen 10, 11 und den Kanten 44 verlegt werden. Die Breite der Ebene ausserhalb der Kanten 44 kann derart gewählt werden, dass schon von Anfang an eine zweckmässige Materialverteilung zur Ausdehnung der äusseren und der inneren Teile der Folie und eine gleichmässige Materialverteilung im Behälter erzielt wird.



   Die Erfindung ist nicht nur auf die in der Zeichnung gezeigte und oben beschriebene Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens beschränkt, sondern kann im Rahmen des nachfolgenden zweiten Patentanspruches verändert werden.   

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE I. Verfahren zur Herstellung eines einseitig offenen Behälters, vorzugsweise eines kombinierten Aussen- und Innengehäuses für einen Kühlschrank, mit paarweise zueinander parallelen, an der Öffnungsseite des Behälters rahmenförmig miteinander verbundenen inneren und äusseren Seitenwänden und einem sich an die inneren Seitenwände anschliessenden Boden durch Verformen aus einer erwärmten ebenen Thermoplastfolie in einem Stück mittels Formwerkzeugen und Vakuum, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (15) zwischen senkrecht zur Folienebene verschiebbaren, mit Abstand in Querrichtung ineinandergreifenden Werkzeugen (14, 18, 19) durch Zusammenschieben derselben in eine den endgültigen Abmessungen angenäherte Form in schräg zur senkrechten auf der ursprünglichen Folienebene gelegene Richtungen gezogen werden,

   wonach sowohl die Aussenwände des Behälters als auch dessen Innenwände durch Vakuum allseitig in im wesentlichen parallel zur ursprünglichen Folienebene gelegenen Richtungen nach auswärts gezogen werden.

   II. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, bestehend aus senkrecht zu der ebenen Folie verschiebbaren ineinandergreifenden, mit Einrichtungen zum Vakuumziehen versehenen Formwerkzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass in zusammengeschobenem Zustand die einander zugekehrten Seitenwandungen der Werkzeuge (14, 18, 19) grössere Abstände als die Foliendicke besitzen.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass beim Zusammenschieben der Werkzeuge zunächst ein erstes offenes kastenförmiges Werkzeug (14) mit den Kanten gegen die Folie (15) eingeschoben wird und darauf ein anderes offenes kastenförmiges Werkzeug (18) gegen die andere Seite der Folie ausserhalb des erstgenannten Werkzeuges (14) in entgegengesetzter Richtung eingeschoben wird, wobei gleichzeitig ein drittes, vorzugsweise stirnseitig geschlossenes kastenförmiges Werkzeug (19) den Innenteil der Folie in das Innere des ersten Werkzeuges (14) hineinschiebt.

   2. Verfahren nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die kastenförmigen Werkzeuge (14, 18, 19) so weit ineinander geschoben werden, bis sich das erstgenannte Werkzeug (14) über die dazwischen liegende Folie (15) auf den Boden (20) des zweiten Werkzeuges (18) abstützt.

   3. Verfahren nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (15) in der letzten Verfahrensstufe durch Vakuum nach auswärts gegen die Innenseiten des ersten kastenförmigen Werkzeuges (14) und des zweiten kastenförmigen Werkzeuges (18) gezogen wird.

   4. Verfahren nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie durch beiderseits auf sie einwirkendes Vakuum gegen verschiedene Werkzeugseiten gezogen wird.

   5. Vorrichtung nach Patentanspruch II, gekennzeichnet durch ein erstes offenes kastenförmiges Werkzeug (14) zum Ziehen der Folie gegen die Frontkante der endgültigen Behälterform sowie ein zweites, gleichfalls offenes kastenförmiges, das erste Werkzeug (14) beim Einschieben in sich aufnehmendes Werkzeug (18), welches in seinem Inneren ein drittes, vorzugsweise geschlossenes kastenförmiges Werkzeug (19) enthält, das beim Zusammenschieben der Werkzeuge von dem ersten Werkzeug (14) in sich aufgenommen wird.

   6. Vorrichtung nach Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und dritte Werkzeug (14, 19) an den inneren Bodenkanten nach aussen führende Kanäle (28, 22) aufweist, welche über Absperrorgane (30, 25) an einen Vakuumerzeuger anschliessbar sind.

   7. Vorrichtung nach Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden offenen kastenförmigen Werkzeuge (14, 18) solche Abmessungen besitzen, dass sich die vordere Kante (21) des ersten Werkzeuges (14) in zusammengeschobenem Zustand auf den Boden des das erste Werkzeug teilweise in sich aufnehmenden zweiten Werkzeuges (18) über die dazwischen liegende Folie (15) abstützt.

   8. Vorrichtung nach Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnseite des dritten, vorzugsweise geschlossenen kastenförmigen Werkzeuges (19) mit Kanälen (34) versehen ist, welche über ein Absperrorgan (36) entlüftet werden können.

   9. Vorrichtung nach Unteranspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zum Anschliessen an Va kuumerzeuger vorgesehenen Absperrorgane (25, 30) eine Entlüftungsstellung aufweisen.