Office europeen des brevets © Veröffentlichungsnummer: 0 5 0 8 0 6 9 A I
E U R O P A I S C H E P A T E N T A N M E L D U N G
© Anmeldenummer: 92102877.5
@ Anmeldetag: 20.02.92
int. Ci.5; B29B 13/02, B29C 35/06, B29L 7/00
® Prioritat: 08.04.91 DE 4111315 © Anmelder: PAUL KIEFEL GMBH Industriestrasse 17-19
@ Veroffentlichungstag der Anmeldung: W-8228 Freilassing(DE) 14.10.92 Patentblatt 92/42
@ Erfinder: Bratsch, Kurt
© Benannte Vertragsstaaten: Innsbrucker Bundesstrasse 12
AT BE CH DE DK ES FR GB IT LI NL SE A-5020 Salzburg(AT)
© Vertreter: Zmyj, Erwin, Dipl.-lng.
Rosenheimer Strasse 52 W-8000 Munchen 80(DE)
© Vorrichtung zum Vorwärmen von Kunststoffolien.
CO 00 o
© Die Vorrichtung zum Vorwärmen von Kunststof- folien für die Verarbeitung in Tiefziehanlagen umfaßt eine Kammer (1), in der mehrere Walzen (3) frei drehbar gelagert sind, über welche die Folie schlei- fenförmig geführt ist. Innerhalb der Kammer befindet sich eine elektrische Heizung (14) mit zwangsweiser Luftumwälzung, um die Folie aufzuheizen, die nicht nur durch die Heißluft, sondern auch durch die enge Berührung mit den Walzen, die in der Kammer durch die Heißluft ebenfalls aufgeheizt werden, vor- gewärmt wird. Die letzte Walze (10) ist antreibbar, um die Folie durch die Kammer in Abhängigkeit vom Arbeitstakt der Tiefziehanlage und in Abhängigkeit von der Formatgröße des Formwerkzeuges zu beför- dern, wobei die Folie durch abgedichtete Schlitze (5, 6) in die Kammer hinein und aus dieser herausge- führt wird.
F i q . -1
1 EP 0 508 069 A1 2 Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung
zum Vorwärmen von Kunststoffolien für die Verar- beitung in Tiefziehanlagen, bei der die Folie von beiden Seiten mittels Kontaktheitskörper vorwärm- bar ist.
Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art (DE 38 36 788 Cl) wird die Folie zwischen zwei Heiz- platten vorgewärmt, die gegeneinander schwenkbar angeordnet sind.
Ein wesentlicher Nachteil dieser bekannten Vorrichtung besteht darin, daß die Heizplatten auf das Format des nachgeordneten Formwerkzeuges abgestimmt werden müssen. Dies erfolgt dadurch, daß Zusatzplatten, die in der Größe dem jeweiligen Formwerkzeug entsprechen, auf die Heizplatten aufgeschraubt werden. Dies ist ein beachtlicher Ko- stenfaktor, da die Zusatzplatten in einigen Fällen vorbehandelt werden müssen und zwar entweder durch Hartkoadieren oder Teflonisieren. Ein weite- rer Nachteil besteht darin, daß die Temperatur des vorgewärmten Folienabschnittes schwanken kann, weil die Wärmeübertragung nur durch Kontakt zwi- schen den Heizplatten und der Folie erfolgt und dieser über die gesamte Fläche nicht immer gleichmäßig ist. Weiterhin müssen besondere Vor- kehrungen für den Fall einer Arbeitsunterbrechung getroffen werden, um ein Überheizen der Folie zu verhindern, da die Heizplatten eine wesentlich hö- here Temperatur aufweisen als dies der Endtempe- ratur der vorgewärmten Folie entspricht, um in der verhältnismäßig kurzen Kontaktzeit, die dem Ar- beitstakt der Tiefziehanlage entsprechen muß, eine ausreichende Vorwärmung zu erzielen.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs erläuterten Art zu schaffen, bei der die Erwärmung der Folie unabhängig von dem Format des Formwerkzeuges mit stets gleichblei- bender Temperatur erfolgt, ohne daß Maßnahmen gegen eine mögliche Überhitzung der Folie bei Arbeitsunterbrechung notwendig wären.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des An- spruchs 1 dadurch gelöst, daß in einer mittels Heißluft beheizten Kammer mehrere drehbar gela- gerte Walzen vorgesehen sind, über die die Folie mit teilweiser Umschlingung führbar ist.
Da die Folie innerhalb der mit Heißluft beheiz- ten Kammer, schleifenförmig über mehrere Walzen geführt ist, befindet sich eine große Länge der vorzuwärmenden Folienbahn innerhalb der Kam- mer, wobei diese Länge dem mehrfachen derjeni- gen Länge entspricht, die bei einem Arbeitstakt in der Tiefziehanlage zur Verfügung gestellt werden muß. Hierdurch ergibt sich eine verhältnismäßig lange Verweilzeit der Folie innerhalb der Kammer, wodurch es möglich ist die Temperatur der Heißluft nur geringfügig über derjenigen Temperatur einzu- stellen, die die Folie nach Beendigung der Vorwär-
mung aufweisen soll. Eine Überhitzung der Folie ist dadurch nicht möglich. Da sich die Walzen inner- halb der mit Heißluft beheizten Kammer befinden, nehmen sie die Temperatur dieser Heißluft an, wo- 5 durch die Folie durch den mehrfachen Kontakt mit den Walzen einerseits und durch die Heißluft ande- rerseits aufgewärmt wird. Hierdurch ist eine Vor- wärmung der Folie in stets gleichbleibender Weise möglich, d. h. die gewünschte Endtemperatur der io Folie wird stets erreicht, da die Folie bei langer Verweilzeit nicht nur in innigem Kontakt mit mehre- ren Walzen steht, über die sie gezogen wird, wo- durch ein besonders guter Kontakt zwischen Wal- zen und Folie entsteht, sondern die Folie wird 75 zusätzlich noch durch Heißluft erwärmt. Da die Walzen selbstverständlich in ihrer Länge größer gewählt werden können, als dies der Folienbahn- breite entspricht, und die Folie bei ihrem Durchlauf durch die Heizkammer über mehrere Walzen 20 schleifenförmig geführt ist, können Längs- und Querdehnungen der Folie erfolgen, ohne daß dies irgendwelche Maßnahmen zum Ausgleich dieser Foliendehnungen erfordern würde. Da eine wesent- lich größere Folienlänge vorgewärmt wird als sie 25 für den jeweiligen Formvorgang eines Arbeitstaktes benötigt wird, kann aus der Kammer jeweils soviel Folie abgezogen werden, wie dies für die nachfol- gende Verarbeitung benötigt wird. Die Vorrichtung ist also von dem Format des Formwerkzeuges un- 30 abhängig. Die bisher notwendigen Anpassungen der Heizvorrichtung an geänderte Formwerkzeuge entfallen somit.
Um eine gute Raumausnutzung der Kammer zu erreichen bzw. eine große Länge der Folienbahn 35 innerhalb der Kammer unterbringen zu können, empfiehlt es sich, daß mehrere Walzen in zwei einander gegenüberliegenden Reihen im oberen und unteren Bereich der Kammer angeordnet sind, und daß die Folie abwechselnd über die Walzen 40 der gegenüberliegenden Reihen geführt ist. Die Folie wird also mäanderförmig über die Walzen geführt, wobei sich bis auf Führungswalzen am Einlaß und am Auslaß der Kammer sämtliche Wal- zen in Reihenanordnung befinden. Sofern es mög- 45 lieh ist, daß der Einlaß beispielsweise im oberen Bereich der Kammer und der Auslaß der Folie im unteren Bereich der Kammer vorgesehen sein kann, sind zusätzliche Führungwalzen am Einlaß und am Auslaß nicht notwendig. Diese sind nur 50 dann erforderlich, wenn der Einlaß und der Auslaß der Folie in und aus der Kammer im wesentlichen in gleicher Höhe etwa in der Mitte der Kammer erfolgen soll. Diese Umlenkwalzen sind selbstver- ständlich ebenfalls durch die Heißluft aufgewärmt 55 und nehmen an der Erwärmung der Folie teil.
Wenn in weiterer Ausgestaltung der Erfindung, die Walzen mit Ausnahme der in Laufrichtung der Folie letzten Walze frei drehbar gelagert sind, die 2
letzte Walze antreibbar ist und die Folie mittels einer frei drehbar gelagerten und gegen die an- treibbare Walze andrückbare Walze gegen die letz- tere andrückbar ist, so ergibt sich ein verhältnismä- ßig einfacher konstruktiver Aufwand, da nur auf eine Leichtgängigkeit bei der Drehbarkeit der Wal- zen geachtet werden muß, um die Folie über sämt- liche Walzen mittels einer einzigen angetriebenen Walze ziehen zu können. Um den Schlupf an die- ser angetriebenen Walze zu vermeiden, wird die Folie durch eine weitere Walze gegen die angetrie- bene Walze gedrückt.
Eine automatische Anpassung der beim Form- vorgang erforderlichen vorgewärmten Folienlänge wird in weiterer Ausgestaltung der Erfindung durch eine Steuereinrichtung erreicht, die den Antrieb für die antreibbare Walze im Takt der Verarbeitung der Folie und in Abhängigkeit von der Formatgröße des Formwerkzeuges steuert.
Um ein Austreten von Heißluft aus der Kammer weitgehend zu vermeiden, weist in weiterer vorteil- hafter Ausgestaltung der Erfindung die Kammer Schlitze zum Hinein- und Herausführen der Folie auf und die Schlitze sind mit an der Folie von beiden Seiten anliegenden Dichtungen versehen.
Um die Reibkräfte zwischen Folie und Dich- tung möglichst gering zu halten, damit durch den Antrieb keine übermäßige Dehnung der Folie ein- tritt, empfiehlt es sich, daß die Dichtungen als Bürsten ausgebildet sind.
Es empfiehlt sich, in der Kammer eine elektri- sche Heizung mit zwangsweiser Luftumwälzung vorzusehen, und die Heizleistung und/oder die Luft- umwälzung regelbar zu gestalten. Elektrische Hei- zungen sind nämlich einfach zu installieren, leicht zu regeln und erfordern auch einen verhältnismäßig geringen Platz. Wenn sowohl die Heizleistung als auch die Intensität der Luftumwälzung regelbar sind, so ist die Einstellung der gewünschten Vor- wärmtemperatur bei der Folie ohne weiteres mög- lich.
Es empfiehlt sich, daß die Temperatur der Heißluft auf eine konstante Temperatur einstellbar ist, die vorzugsweise nur geringfügig über derjeni- gen Temperatur liegt, die die Folie nach ihrer Vor- wärmung aufweisen soll.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispie- les einer Vorrichtung zum Vorwärmen von Kunst- stoffolien erläutert. In der Zeichnung zeigen:
Figur 1 : eine teilweise geschnittene Ansicht der Vorrichtung mit abgenommener Tür; und
Figur 2: einen Schnitt durch die Vorrichtung gemäß Figur 1 in einer senkrecht zur Zeichenebene stehenden Ebe- Wie aus der Zeichnung ersichtlich, sind inner- ne.
halb einer Kammer 1 mehrere Walzen 3 drehbar gelagert, von denen der eine Teil der Walzen im oberen Bereich und der andere Teil der Walzen im unteren Bereich der Kammer 1 jeweils in Reihe 5 angeordnet sind. Die Kammer ist innerhalb eines Schrankes gebildet, der auf Füßen 2 steht und Seitenwände 4.1, 4.2, eine Rückwand 4.3, eine Decke 4.4 und einen Boden 4.5 aufweist. Dieser Schrank ist durch eine Tür 4.6 mit Handgriff 4.7 io verschließbar.
In der linken Seitenwand 4.1 ist im oberen Bereich ein Schlitz 5 für den Einlaß einer Folie 7 vorgesehen, die mittels nicht dargestellter Füh- rungseinrichtungen diesem Schlitz zugeführt wird.
15 Die Folie wird in mehreren Schleifen, ausgehend von der ersten oberen Walze zur ersten unteren Walze, von dort zur zweiten oberen Walze, dann zur zweiten unteren Walze usw. geführt, so daß sich eine verhältnismäßig lange Bahn der Folie 7 in 20 der Kammer 1 befindet. Im oberen Bereich der Kammer ist am Ende der Walzenreihe eine antreib- bare Walze 10 vorgesehen, gegen die die Folie 7 mittels einer weiteren Walze 11 zur Vermeidung eines Schlupfes der Folie auf der Walze 10 an- 25 drückbar ist. Der Antrieb der Walze 10 erfolgt mit- tels eines Motors 13, der auf der Decke 4.4 der Kammer 1 angeordnet ist. Nach dieser antreibba- ren Walze hängt die Folie noch in einer losen Schleife durch und ist dann über eine Walze 8 30 geführt, die vor einem Schlitz 6 in der rechten Seitenwand 4.2 angeordnet ist. Aus dem Schlitz 6 tritt die Folie aus der Kammer wieder aus. Der Antrieb der Walze 10 erfolgt mittels eines außer- halb des Schrankes vom Motor zur Walze verlau- 35 fenden Riemens 9.
An der Rückwand 4.3 der Kammer 1 ist eine Heizung 14 schematisch angedeutet, die aus ge- schlossen Heizrohren besteht und ein Lüfterrad 15 konzentrisch umgibt, das durch einen Motor 17 40 antreibbar ist. Durch dieses Lüfterrad wird die Luft in der Kammer 1 umgewälzt und dabei durch die Heizung 14 erhitzt. Die Steuerung der Leistung der Heizung 14 sowie die Steuerung der Antriebsmoto- ren 13 und 17 erfolgt mittels einer in einem Schalt- 45 kästen 18 auf der Decke 4.4 angeordneten Steue- rungseinrichtung. Dabei dient ein nicht dargestellter Meßfühler zur Erfassung der Temperatur innerhalb der Kammer 1. Die Regelungseinrichtung ist vor- zugsweise als elektronischer 2-Punkt-Regler ausge- 50 führt.
Um ein Austreten der Heißluft aus den Schlit- zen 5 und 6 zu verhindern, sind in jedem Schlitz zu beiden Seiten an der Folie anliegende Dichtungen 16 bzw. 19 in Form von Bürsten vorgesehen. Die 55 Bürsten 16 und 19 sind deshalb vorteilhaft, weil sie nur geringe Reibkräfte auf die Folie ausüben, die mittels der angetriebenen Walze 10 durch die Kammer hindurchgezogen werden muß. Bei star-
5 EP 0 508 069 A1 6 ken Reibkräften, die von der Dichtung verursacht
sind, würde eine zu starke Dehnung der Folie ein- treten, weil die Walzen 3 nicht angetrieben, son- dern frei drehbar sind, so daß die gesamte Zuger- zeugung einzig und allein von der Walze 10 aus- geht, die sich am Ende der mäanderförmig geführ- ten Folienbahn befindet.
Da sich die Walzen 3 ständig in der beheizten Kammer befinden, nehmen diese die Temperatur der in der Kammer aufgeheizten Luft an, so daß die Folie 7 nicht nur durch die umgewälzte Luft, son- dern auch durch Kontakt an den Walzen 3 erwärmt wird. Da aufgrund der schleifenförmigen Führung der Folie eine lange Folienbahn innerhalb einer verhältnismäßig kleinen Kammer untergebracht werden kann, woraus sich eine lange Verweilzeit der Folie innerhalb der beheizten Kammer 1 ergibt, ist gewährleistet, daß die Folie, die in der Kammer herrschende Temperatur annimmt und somit bei entsprechender Regelung der Lufttemperatur inner- halb der Kammer, stets mit der gewünschten Tem- peratur die Kammer verläßt.
Patentansprüche
1. Vorrichtung zum Vorwärmen von Kunststoffo- lien für die Verarbeitung in Tiefziehanlagen, bei der die Folie von beiden Seiten mittels Kon- taktheizkörper vorwärmbar ist, dadurch ge- kennzeichnet, daß in einer mittels Heißluft beheizten Kammer (1) mehrere drehbar gela- gerte Walzen (3) vorgesehen sind, über die die Folie (7) mit teilweiser Umschlingung führbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekenn- zeichnet, daß die Folie (7) innerhalb der Kam- mer (1) eine Länge aufweist, die dem Mehrfa- chen der für einen Arbeitstakt des Formwerk- zeuges benötigten Folienlänge entspricht.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzen (3) aus- schließlich durch die in der Kammer (1) befind- lichen Heißluft beheizbar sind.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Walzen (3) die Folienbreite übersteigt.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Wal- zen (3) in zwei einander gegenüberliegenden Reihen im oberen und unteren Bereich der Kammer (1) angeordnet sind, und daß die Folie (7) abwechselnd über die Walzen der gegen- überliegenden Reihen geführt ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzen (3) mit Ausnahme der in Laufrichtung der Folie (7) letzten Walze (10) frei drehbar gelagert sind, 5 daß die letzte Walze (10) antreibbar ist, und daß die Folie (7) mittels einer frei drehbar gelagerten und gegen die antreibbare Walze (10) andrückbare Walze (11) gegen die Letzte- re andrückbar ist.
10 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine Steuereinrichtung, die den Antrieb (13) für die antreibbare Walze (10) im Takt der Verarbeitung der Folie (7) und in Abhängigkeit 15 von der Formatgröße des Formwerkzeuges
steuert.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer 20 (1) Schlitze (5, 6) zum Hinein- und Herausfüh- ren der Folie (7) aufweist, und daß die Schlitze (5, 6) mit an der Folie (7) von beiden Seiten anliegenden Dichtungen (16, 19) versehen sind.
25 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekenn- zeichnet, daß die Dichtungen (16, 19) als Bür- sten ausgebildet sind.
30 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in der Kam- mer (1) eine elektrische Heizung (14) mit zwangsweiser Luftumwälzung (15) vorgesehen ist.
35 11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch ge- kennzeichnet, daß die Heizleistung und/oder die Luftumwälzung regelbar sind.
40 12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch ge- kennzeichnet, daß die Temperatur der Heißluft auf eine konstante Temperatur einstellbar ist.
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EP 92 10 2877 EINSCHLÄGIGE DOKUMENTE
Kategorie Kennzeichnung des Dokuments mit Angabe, soweit erforderlich, der maßgeblichen Teile Betrifft
Anspruch KLASSIFIKATION DER ANMELDUNG (Int. C1.5 ) X
A
DE-B-1 151 922 (DORNBUSCH)
* Spalte 1, Zelle 25 - Spalte 3, Zelle 7;
Anspruch 1; Abbildung 1 * FR-A-1 416 462 (M. M. CHARLATTE)
* Ansprüche 1,2,14; Abbildung *
FR-A-1 457 153 (AMERICAN EXCELSIOR CORPORATION)
* Seite 2, Unke Spalte *
* Abbildung *
US-A-4 196 158 (P. WARD)
* Spalte 3, Zelle 8 - Zelle 60; Ansprüche 1,3,4;
Abbildung *
DE-U-8 527 284 ( KMB KUNSTSTOFFMETALLBEARBEITUNG)
* Ansprüche; Abbildung *
Der vorliegende Recherchenbericht wurde für alle Patentansprüche erstellt
1-8, 10-12
9 1-5,8, 10-12
1-5.8.
10-12
1-12
1-5.8,10
B29B13/02 B29C35/06 B29L7/00
RECHERCHIERTE SACHGEBIETE (Int. C1.S ) B29B
B29C
Rechercheoori
DEN HAAG AbicUiAditin da- Rtckmht
16 JULI 1992 KOSICKI T. R.
KATEGORIE DER GENANNTEN DOKUMENTE X : von besonderer Bedeutung allein betrachtet
Y : von besonderer Bedeutung in Verbindung mit einer anderen Veröffentlichung derselben Kategorie A : technologischer Hintergrund
O : nichtschriftliche Offenbarung P : Zwischenliteratur
T : der Erfindung zugrunde liegende Theorien oder Grundslitze E : älteres Patentdokument, das jedoch erst am oder
nach dem Anmeldedatum veröffentlicht worden ist D : in der Anmeldung angeführtes Dokument L : aus andern Gründen angeführtes Dokument
& : Mitglied der gleichen Patentfamilie, Ubereinstimmendes Dokument
