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Patent Searching and Data


Title:
METHOD AND DEVICE FOR SHAPING THERMOPLASTIC HOLLOW BOARDS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2000/064659
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method of shaping hollow boards (11) that consist of a thermoplastic material and that have at least one cavity (17) in the interior of the board that is open towards the board edge (18). According to the inventive method, said cavity (17) is sealed at the board edge (18), thereby closing the cavity towards the exterior in a substantially gas-tight manner. Once the cavity (17) is closed in this manner, the hollow board (11) that has been softened by heating is shaped by a shaping pressure to which it is subjected from the exterior. The invention also relates to a device for carrying out the inventive method. The invention provides a method and a device which prevents the interior structure of the hollow board being deformed in an undesirable manner during the shaping process.

Inventors:
FEURER MARKUS (DE)
Application Number:
PCT/EP2000/003011
Publication Date:
November 02, 2000
Filing Date:
April 05, 2000
Export Citation:
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Assignee:
KR PORSIPLAST VERPACKUNGSSYS (DE)
FEURER MARKUS (DE)
International Classes:
B29C51/14; B29D24/00; (IPC1-7): B29C51/14; B29D24/00
Foreign References:
EP0649736A11995-04-26
EP0135708A21985-04-03
US5238725A1993-08-24
DE19604613A11997-08-28
Other References:
See also references of EP 1173319A1
Attorney, Agent or Firm:
Schmitt, Martin (Kohler Schmid + Partner Patentanwälte GbR Ruppmannstrasse 27 Stuttgart, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Verfahren zum'Verformen von Hohlkörperplatten (1,11) aus thermoplastischem Material mit wenigstens einem zu dem Plattenrand (8,18) hin offenen Hohlraum (7,17) im Plat teninnern, wobei die zu verformende Hohlkörperplatte (1, 11) unter Erwärmen erweicht und im erweichten Zustand durch äußere Beaufschlagung mit einem Verformungsdruck (9, 19) verformt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohl raum (7,17) im Platteninnern am Plattenrand (8,18) abge dichtet und dadurch nach außen im wesentlichen gasdicht verschlossen wird und daS die Hohlkörperplatte (1,11) bei derart verschlossenem Hohlraum (7,17) durch äußere Beauf schlagung mit dem Verformungsdruck (9,19) verformt wird,.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da$ der Hohlraum (7,17) unter Zusammendrücken des Plattenrandes (8,18) abgedichtet wird.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, da$ der nach außen im wesentlichen gas dicht verschlossene Hohlraum (17) mit wenigstens einem Füllmedium beschickt und die zu verformende Hohlkörper platte (11) bei mit Füllmedium beschicktem Hohlraum (17) durch äußere Beaufschlagung mit dem Verformungsdruck (19) verformt wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum (17) unter Offenlassen wenigstens einer Zufuhröffnung (21) für in den Hohlraum (17) aufzugebendes Füllmedium, vorzugsweise unter Zusam mendrücken des Plattenrandes (18), abgedichtet wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der nach außen im wesentlichen gas dicht verschlossene Hohlraum (17) mit einem Füllmedium be schickt wird, dessen Temperatur die Ausgangstemperatur der zu verformenden Hohlkörperplatte (11) übersteigt.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der nach außen im wesentlichen gas dicht verschlossene Hohlraum (17) mit wenigstens einem gasförmigen und/oder mit wenigstens einem flüssigen Füll medium beschickt wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der nach außen im wesentlichen gas dicht verschlossene Hohlraum (17) mit Wasserdampf als Füllmedium beschickt wird.
8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Description:
Verfahren und Vorrichtung zum Verformen von Hohlkörper- platten aus thermoplastischem Material Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verformen von Hohlkor- perplatten aus thermoplastischem Material mit wenigstens einem zu dem Plattenrand hin offenen Hohlraum im Platteninnern, wobei die zu verformende Hohlkörperplatte unter Erwärmen erweicht und im erweichten Zustand durch äußere Beaufschlagung mit einem Verformungsdruck verformt wird. Die Erfindung betrifft des wei- teren eine Vorrichtung zur Durchführung eines derartigen Ver- fahrens.

Bekannte thermoplastische Hohlkörperplatten bestehen aus zwei parallelen Decklagen sowie zwischen diesen angeordneten Ab- standhaltern beispielsweise in Form von Trennstegen oder von napfartigen Ausformungen einer zwischen den Decklagen vorgese- henen Zwischenlage. Dabei befinden sich im Innern der Hohlkör- perplatten, d. h. zwischen deren Decklagen, zu dem Plattenrand hin offene Hohlräume. Zum Verformen werden derartige randoffene thermoplastische Hohlkörperplatten bekanntermaßen durch Wärme- zufuhr erweicht und im erweichten Zustand beispielsweise mit- tels Tiefzieheinrichtungen oder Pressen mit einem äußeren Ver- formungsdruck beaufschlagt. Infolge der mit dem Erweichen ver- bundenen Destabilisierung der Hohlkörperplatte in sich, insbe- sondere der zwischen ihren Decklagen angeordneten Abstandhal- ter, geht die Verformung der Hohlkörperplatten nach dem bekann- ten Verfahren bzw. mittels der bekannten Vorrichtungen häufig einher mit einer unerwünschten Veränderung der Plattenstruktur, vor allem mit einer unerwünschten, nicht wieder zu behebenden Komprimierung der Hohlkörperplatten senkrecht zu den Decklagen.

Hier Abhilfe zu schaffen, hat sich die vorliegende Erfindung zum Ziel gesetzt.

Verfahrensbezogen wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, da$ im Rahmen eines Verfahrens der eingangs beschriebe- nen Art der Hohlraum im Platteninnern am Plattenrand abgedich- tet und dadurch nach außen im wesentlichen gasdicht verschlos- sen wird und da$ die Hohlkörperplatte bei derart verschlossenem Hohlraum durch äußere Beaufschlagung mit dem Verformungsdruck verformt wird. Durch den geschilderten gasdichten Abschluß des Hohlraumes wird das in dessen Innern anstehende Medium, in der Regel atmosphärische Luft, daran gehindert, bei äußerer Beauf- schlagung der Hohlkörperplatte mit dem Verformungsdruck abzu- strömen. Statt dessen übt das im Innern des Hohlraums einge- schlossene Medium einen Gegendruck zu dem äußeren Verformungs- druck aus und bewirkt dadurch eine Stabilisierung der Hohlkör- perplatte. Diese kann daher ungeachtet ihrer Erweichung auch während des Verformungsvorganges ihre Struktur an sich beibe- halten.

Zur Abdichtung des Hohlraumes am Plattenrand bietet sich erfin- dungsgemäß eine Mehrzahl von Möglichkeiten. So kann beispiels- weise eine Dichtmanschette auf den Plattenrand aufgesetzt wer- den. Bevorzugtermaßen aber wird der Hohlraum im Platteninnern unter Zusammendrücken des Plattenrandes abgedichtet. Diese Ver- fahrensmaßnahme zeichnet sich durch eine einfache Realisierbar- keit aus. Dabei kann das Zusammendrücken des Plattenrandes so- wohl bei"kalter"als auch bei erwärmter und dadurch zumindest teilweise plastifizierter Hohlkörperplatte erfolgen.

Zur Unterstützung des Druckaufbaus im Innern des Hohlraumes ist in bevorzugter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, daß der nach außen im wesentlichen gasdicht ver- schlossene Hohlraum mit wenigstens einem Füllmedium beschickt und die zu verformende Hohlkörperplatte bei mit Füllmedium be- schicktem Hohlraum durch äußere Beaufschlagung mit dem Verfor- mungsdruck verformt wird.

Um das Füllmedium auf einfache Art und Weise in den Hohlraum aufgeben zu können, wird letzterer in Weiterbildung der Erfin- dung unter Offenlassen wenigstens einer Zufuhröffnung für in den Hohlraum aufzugebendes Füllmedium, vorzugsweise unter Zu- sammendrücken des Plattenrandes, abgedichtet. Denkbar ist aber auch, nach vollständigem Verschluß des Hohlraumes eine oder mehrere Zufuhröffnungen für Füllmedium in die Hohlraumwandung einzubringen.

Bevorzugtermaßen wird der nach außen im wesentlichen gasdicht verschlossene Hohlraum erfindungsgemäß mit einem Füllmedium be- schickt, dessen Temperatur die Ausgangstemperatur der zu ver- formenden Hohlkörperplatte übersteigt. In diesem Fall trägt das Füllmedium nicht nur zum Aufbau des Innendruckes in dem Hohl- raum der Hohlkörperplatte bei sondern wird darüber hinaus auch zur Erwärmung und dadurch zur Plastifizierung der Hohlkörper- platte genutzt. Dabei kann die Plastifizierung der Hohlkörper- platte ausschließlich mittels des Füllmediums erfolgen ; das Füllmedium kann aber auch lediglich zur Unterstützung weiterer, der Hohlkörperplatte von außen Wärme zuführender Wärmequellen dienen. In dem letztgenannten Fall ergeben sich für die Verfor- mung der betreffenden Hohlkörperplatten besonders kurze Takt- zeiten.

Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens kann der Hohlraum im Innern der Hohlkörperplatte mit nahezu jedem beliebigen fließ- fähigen Füllmedium, insbesondere mit nahezu jedem beliebigen gasförmigen oder flüssigen Füllmedium, beschickt werden. Dabei ist es von besonderem Vorteil, den nach außen im wesentlichen gasdicht verschlossenen Hohlraum mit Wasserdampf als Füllmedi- um zu beschicken. Wasserdampf ist einfach zu erzeugen, und zeichnet sich insbesondere auch durch seine ökologische Unbe- denklichkeit aus.

Neben dem vorstehend beschriebenen Verfahren ist auch eine Vor- richtung zu dessen Durchführung Gegenstand der Erfindung.

Nachstehend wird die Erfindung anhand schematischer Darstellun- gen näher erläutert. Es zeigen : Fign. 1 und 2 Bauarten von Hohlkörperplatten aus thermopla- stischem Material mit Hohlräumen im Plattenin- nern, Fig. 3 einen schematisierten Schnitt durch die Hohl- körperplatte gemäß Fig. 1 bei abgedichtetem Hohlraum im Platteninnern und Fig. 4 einen schematisierten Schnitt durch die Hohl- körperplatte gemäß Fig. 2 bei abgedichteten Hohlräumen im Platteninnern.

Gemäß Fig. 1 ist eine Hohlkörperplatte 1 aus Polypropylen, wie sie beispielsweise zur Herstellung von Verpackungsbehältern oder der Kofferraumböden von Kraftfahrzeugen verwendet wird, dreilagig aufgebaut. Eine Zwischenlage 2 mit nach unten offenen napfartigen Ausformungen 3 ist mit einer oberen Decklage 4 und einer unteren Decklage 5 verschweißt. Die napfartigen Ausfor- mungen 3 sind mit Abstand voneinander angeordnet und bilden mit Wandungen 6 atmosphärische Luft enthaltende Gaseinschlüsse. Ein Teil der Wandungen 6 wird von der unteren Decklage 5 gebildet.

Nachdem die napfartigen Ausformungen 3 auf Lücke angeordnet sind, ergibt sich um sie herum im Innern der Hohlkörperplatte 1 ein zusammenhängender Hohlraum 7, welcher zu einem Plattenrand 8 der Hohlkörperplatte 1 hin offen ist.

Zum Verformen der Hohlkörperplatte 1 wird zunächst deren Plat- tenrand 8 über den gesamten Plattenumfang zusammengedrückt. Es ergeben sich dann die in Fig. 3 gezeigten Verhältnisse. Der Schnittebene von Fig. 3 ist in Fig. 1 das Bezugszeichen III zu- geordnet. Nach dem Zusammendrücken des Plattenrandes 8 ist der Hohlraum 7 im Innern der Hohlkörperplatte 1 nach außen gasdicht verschlossen. Im zusammengedrückten Zustand wird der Platten- rand 8 durch entsprechende, in Fig. 3 angedeutete Druckausübung gehalten.

In dem Zustand gemäß Fig. 3 wird die Hohlkörperplatte 1 von au- ßen mit Wasserdampf beaufschlagt und dadurch erwärmt. Mit dem Erwärmen einher geht eine Plastifizierung der Hohlkörperplatte 1. Die erweichte Hohlkörperplatte 1 wird schließlich mittels eines in Fig. 3 durch einen Pfeil 9 veranschaulichten Verfor- mungsdruckes beispielsweise unter Erstellen von Mulden in der Hohlkörperplatte 1 verformt. Während der Beaufschlagung der Hohlkörperplatte 1 mit dem äußeren Verformungsdruck 9 wirkt die in dem Hohlraum 7 im Innern der Hohlkörperplatte 1 bei druckbe- aufschlagtem Plattenrand 8 eingeschlossene atmosphärische Luft als Luftpolster, welches einen dem Verformungsdruck 9 entgegen- gerichteten Druck ausübt und dadurch eine Komprimierung der er- weichten Hohlkörperplatte 1 durch den Verformungsdruck 9 ver- hindert.

Nach dem Verformungsvorgang wird das erhaltene Formteil durch Abkühlen insgesamt stabilisiert. Der deformierte Plattenrand 8 kann dann entfernt werden.

Ausweislich Fig. 2 besteht eine Hohlkörperplatte 11 aus einer oberen Decklage 14, einer unteren Decklage 15 sowie zwischen der oberen Decklage 14 und der unteren Decklage 15 angeordneten Abstandhaltern in Form von Trennstegen 13. Im Innern der Hohl- körperplatte 1 befinden sich von der oberen Decklage 14, der unteren Decklage 15 sowie von jeweils zwei einander gegenuber- liegenden Trennstegen 13 begrenzte Hohlräume 17, welche in ei- nen Plattenrand 18 münden. Auch die Hohlkörperplatte 11 besteht aus Polypropylen.

Wie bereits im Falle der Hohlkörperplatte 1 gemäß den Fign. 1 und 3 wird auch zum Verformen der Hohlkörperplatte 11 zunächst deren Plattenrand 18 über den gesamten Umfang der Hohlkörper- platte 11 zusammengedrückt. Dabei werden allerdings abweichend von dem zuvor geschilderten Verfahren vor dem Deformieren des Plattenrandes 18 in die Hohlräume 17 hineinragende Injektions- kanülen 20 zwischen der oberen Decklage 14 und der unteren Decklage 15 angesetzt. Die Injektionskanülen 20 sorgen dafür, da$ nach dem Zusammendrücken des Plattenrandes 18 Zufuhröffnun- gen 21 für in die Hohlräume 17 aufzugebendes Füllmedium ausge- spart sind. Im einzelnen ist dies in Fig. 4 dargestellt. Auch in Fig. 4 ist angedeutet, daß der Plattenrand 18 nach dem Zu- sammendrücken druckbeaufschlagt bleibt.

Gemãß Fig. 4 sind die Injektionskanülen 20 aber Rückschlagven- tile 22 an Zufuhrleitungen 23 für Füllmedium angeschlossen. An den von den Injektionskanülen 20 abliegenden Enden der Hohlräu- me 17 ist der Plattenrand 18 wie vorstehend zu den Fign. 1 und 3 beschrieben verpreßt. Insgesamt sind die Hohlräume 17 nach außen gasdicht verschlossen. In ihr Inneres wird nach dem Zu- sammendrücken des Plattenrandes 18 bei nach wie vor bestehender Druckbeaufschlagung des Plattenrandes 18 über die Injektionsk- anale 20 Füllmedium in Form von Wasserdampf aufgegeben. Dieser -aber die Injektionskanülen 20 zugeführte Wasserdampf bewirkt im Zusammenspiel mit Wasserdampf, mit welchem die Hohlkörperplatte 1 gleichzeitig von außen beaufschlagt wird, deren Erwärmung und Plastifizierung. Auch die Hohlkörperplatte 11 wird nach dem Er- weichen mittels eines äußeren Verformungsdruckes, in Fig. 3 durch einen Pfeil 19 symbolisiert, verformt. Das im Innern der Hohlräume 17 anstehende Gemisch aus atmosphärischer Luft und Wasserdampf wirkt dabei in der vorstehend beschriebenen Art und Weise bei in Sperrstellung befindlichen Rückschlagventilen 22 einer unerwünschten Strukturänderung der Hohlkörperplatte 11 entgegen. Erforderlichenfalls kann auch während der Beaufschla- gung der Hohlkörperplatte 11 mit dem äußeren Verformungsdruck 19 Füllmedium in die Hohlräume 17 aufgegeben werden.

Nach dem Abkühlen und dem damit verbundenen Verfestigen der verformten Hohlkörperplatte 11 werden die Injektionskanülen 20 aus den Zufuhröffnungen 21 herausgezogen und anschließend der deformierte Plattenrand 18 entfernt. Alternativ können die In- jektionskanulen 20 auch bereits vor der Beaufschlagung der Hohlkörperplatte 11 mit dem äußeren Verformungsdruck 19 gezogen werden. In diesem Fall sind dann aber unmittelbar nach dem Zie- hen der Injektionskanülen 20 die an dem Plattenrand 18 verblei- benden Zufuhröffnungen 21 für das zuvor aufgegebene Füllmedium dicht zu verschlieSen, ehe die Verformung der Hohlkörperplatte 11 einsetzen kann.