DE10151799A1 - Heizeinrichtung zum Vorwärmen von thermoplastischer Kunststoffolie - Google Patents

Abstract

Bei einer Heizeinrichtung zum Vorwärmen von thermoplastischer Kunststoffolie, umfassend mindestens zwei drehbar gelagerte Heizwalzen, über die die von der Einlaufseite der Walzenvorheizung zugeführte Kunststoffolie mit S-förmiger Umschlingung zur Auslaufseite läuft, ist in Durchlaufrichtung des Foliendurchzugs eine um die Heizwalzen führende Bewegungsbahn für ein Zugmittel ausgebildet, das temporär mit der Kunststoffolie verbindbar ist und diese von der Einlaufseite bis zur Auslaufseite der Walzenvorheizung durchzieht.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Heizeinrichtung zum Vorwärmen von thermoplastischer Kunststoffolie, umfassend mindestens zwei drehbar gelagerte Heizwalzen, über die die von der Einlaufseite der Walzenvorheizung zugeführte Kunststoffolie mit S- förmiger Umschlingung zur Auslaufseite läuft.
• Für den Thermoformprozeß müssen die zu verarbeitetenden Folien vor dem eigentlichen Thermoformvorgang gleichmäßig auf eine bestimmte Temperatur (110° bis 130°C) vorgewärmt werden. Zur Vorwärmung werden kontinuierlich arbeitende, sogenannte Walzenvorheizungen eingesetzt, die je nach Foliendicke und Vorschubgeschwindigkeit aus zwei oder vier beheizten Walzen bestehen. Die Folie wird zur Aufheizung mit einem großen Umschlingungswinkel um die einzelnen Walzen S-förmig herumgeführt und nimmt von diesen während des Foliendurchzugs die erforderliche Wärme auf.
• Bei jedem Produktionsbeginn muß die Folie von der Anlagenbedienung in die Walzenvorheizung eingezogen und eingefädelt werden. Dies ist somit stets dann erforderlich, wenn eine Folienrolle aufgebraucht ist, ein Produktionswechsel stattfindet oder die Walzenvorheizung gereinigt werden muß. Damit die im Thermoformprozeß hergestellten Artikel, z. B. Becher oder Behälter, eine hohe Oberflächengüte erhalten, müssen nämlich die Walzenoberflächen von Zeit zu Zeit gereinigt werden. Die manuelle Reinigung setzt voraus, daß die Walzenoberflächen frei zugänglich sind, so daß zu diesem Zweck das Ende einer Folienrolle zunächst völlig aus der Walzenvorheizung herauslaufen muß.
• Das Einziehen einer neuen Folie stellt aufgrund der vielen und großen Umschlingungen um die Walzen bei eingeschränkter Zugänglichkeit eine schwierige, ergonomisch ungünstige und zeitlich aufwendige Arbeit dar. Hierdurch wird folglich die Maschinenstillstandszeit verlängert und reduziert damit die Produktivität der kapitalintensiven Gesamtanlage.
• Um den Einzugsvorgang zu erleichtern, ist es für eine Heizeinrichtung der eingangs genannten Art durch die DE 196 14 661 C1 bekanntgeworden, die Heizwalzen um ca. 200° um einen ortsfesten Drehpunkt zu verschwenken, um auf diese Weise die Umschlingung zu erreichen. Die Folienbahn kann hier beim Einführen in annähernd gerader Linie zunächst ohne Umschlingung einer Heizwalze durch die Heizwalzen-Anordnung hindurchgeführt werden. Das setzt aber gleichwohl nach wie vor unverändert voraus, daß die Folie von Hand durch die beiden Heizwalzen hindurchgezogen wird.
• Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, für eine gattungsgemäße Heizeinrichtung einen automatischen Folieneinzug zu schaffen, ohne daß eine Bedienungsperson von den heißen Heizwalzen gefährdet wird.
• Dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in Durchlaufrichtung des Foliendurchzugs eine Bewegungsbahn für ein - vorzugsweise in einer um die Heizwalzen führenden Bewegungsbahn endlos umlaufendes - Zugmittel ausgebildet ist, das temporär mit der Kunststoffolie verbindbar ist und diese von der Einlaufseite bis zur Auslaufseite der Walzenvorheizung durchzieht.
• Damit übernehmen die entsprechend geführten Zugmittel, z. B. von zumindest einigen angetriebenen Umlenkrollen geführte Riemen oder dergleichen, selbsttätig das Durchziehen der Folie und sogar deren Einfädelung zur Umschlingung der Heizwalzen von der Ein- bis zur Auslaufseite des Gehäuses der Walzenvorheizung. Die neu durchzuziehende Folie kann an der Einlaufseite entfernt von den Heizwalzen mit dem Zugmittel verbunden werden, und zwar ist dies in einem ausreichend großen Abstand von der ersten Heizwalze möglich. Bei einer bekannten Walzenvorheizung wie vorgenannt mit Schwenkbewegung der Heizwalzen zur Umschlingung der Folie, braucht das Zugmittel nur auf einer im wesentlichen geradlinigen Bewegungsbahn durch das Gehäuse transportiert zu werden.
• Statt Riemen, Seile oder dergleichen umlenkbare strangartige Zugmittel einzusetzen, sieht eine bevorzugte Ausführung oder Erfindung vor, daß auf den Achsenden der Heizwalzen Zahnräder angeordnet und in Durchlaufrichtung des Foliendurchzugs von über Umlenkungzahnräder geführten, synchron angetriebenen, die Kunststoffolie transportierenden Endlosketten als Zugmittel umschlungen sind.
• In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung sind die beiden Endlosketten durch einen sich parallel zu den Walzenachsen erstreckenden, als Folienklemmvorrichtung ausgebildeten Steg miteinander verbunden. Der Steg vebindet somit nicht nur die beiden endlosen Einzugsketten zu einer Transporteinheit, was den ohnehin mit gleicher Geschwindigkeit synchronen Umlauf der beiden Ketten unterstützt, sondern stellt gleichzeitig eine durch Klemmung erreichte Mitnahme des Folienbandes dar.
• Nach einer Ausgestaltung sind von den Umlenkungzahnrädern zumindest zwei auf einer gemeinsamen Antriebswelle drehfest angeordnet. Aufgrund dieser beidseitigen drehfesten Antriebsverbindung wird der synchrone Umlauf der Einzugsketten mit gleicher Geschwindigkeit erreicht. Zum Antrieb der Antriebswelle läßt sich ein Elektromotor einsetzen, wie auch ein manueller Kurbelantrieb möglich ist, z. B. unterstützend beim Einfädelvorgang zur Klemmung des neuen Folienanfangs.
• Wenn die Ketten-Zahnräder vorteilhaft im Durchmesser größer als die Heizwalzen sind, läßt sich die Folienklemmvorrichtung in einem gewissen, geringen Abstand zur Walzenoberfläche berührungslos um die Heizwalzen herumführen.
• Nach einer Ausgestaltung der Erfindung sind die Ketten-Zahnräder und die Heizwalzen gegeneinander frei drehbar, d. h. nicht drehfest miteinander verbunden. Dies begünstigt einen störungsfreien Einzugs- und Einfädelvorgang.
• Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß die Folienklemmeinrichtung in einem Leistengehäuse einen Folieneinführschlitz mit einem diesem zugeordneten Folienspannmittel aufweist. Durch das integrierte Spannmittel läßt sich die in den Schlitz der Folienklemmvorrichtung eingeführte Folie sogleich selbsttätig klemmen.
• Dies insbesondere dann, wenn nach einer bevorzugten Ausführung ein pneumatisch betätigbares Folienspannmittel, ausgebildet als elastischer Schlauch, der stirnseitig mit Endstopfen abgedichtet ist, von denen einer an ein Einlaßventil und der andere an ein Auslaßventil angeschlossen ist, vorgesehen wird. Gegenüber beispielsweise einem mechanischen, elektromechanischen oder einem anderen geeigneten System bietet das pneumatisch betätigbare Folienspannmittel eine einfache Aufbringung der Klemmkraft durch Drucklufteinleitung über ein Einlaßventil, die Aufrechterhaltung der Klemmkraft über die Kompressibilität der gespeicherten Druckluft (Luftfeder) und die automatische Lösung der Klemmwirkung durch Entlüftung über einfache Betätigung eines Auslaßventils. Als Aus- und Einlaßventil eignen sich besonders in die Endstopfen jeweils integrierte Rückschlagventile.
• Wenn gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung der Schlauch in einem nur zum Folieneinführschlitz hin offenen Profil eingekammert ist, läßt sich die Klemmkraft in optimaler Weise auf den Einführschlitz konzentrieren.
• Das pneumatisch betätigte Folienspannmittel bietet insbesondere dann eine automatische Lösung der Klemmwirkung, wenn in vorzugsweiser Ausführung an der Auslaufseite der Walzenheizvorrichtung eine beim Kettenumlauf temporär mit einem Entlüftungsauslösemittel des Auslaßventils selbsttätig in Kontakt kommende Auslaßventilbetätigung stationär angeordnet ist. Denn sobald der Kettenantrieb - selbstverständlich würde für einen mit einer solchen Folienklemmvorrichtung z. B. ausgerüsteten Riementrieb nichts anderes gelten - die in die Klemmleiste eingeklemmte Folie auf der Kettenbahn, die der gewünschten Durchlaufbahn der Folie entspricht, durchgezogen hat und der Steg mit der Folienklemmvorrichtung beim Auslauf aus der Walzenvorheizung die Auslaßventilbetätigung kontaktiert, wird die Klemmung durch Entlüftung automatisch gelöst. Der eingezogene Folienanfang steht damit zur Übergabe an eine nachfolgende Transportvorrichtung des Thermoformautomaten zur Weiterleitung der Folienbahn an das Form- und/oder Stanzwerkzeug bereit.
• Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung eines in den Zeichnungen im Zusammenhang mit einem Kettenantrieb als Zugmittel dargestellten Ausführungsbeispiels der Erfindung. Es zeigen:
• Fig. 1 als Einzelheit als Anlagenkomponente eines Thermoformautomaten in der Vorderansicht eine Heizeinrichtung bzw. Walzenvorheizung;
• Fig. 2 einen Schnitt durch die Walzenvorheizung entlang der Linie II-II von Fig. 1;
• Fig. 3 als Einzelheit einer eine Kunststoffolie durch die Walzenvorheizung nach Fig. 1 ziehenden Kettenbahn im Längsschnitt einen die beiden Ketten miteinander verbindenden, gleichzeitig als Folienklemmeinrichtung ausgebildeten Steg; und
• Fig. 4 einen Schnitt durch die Folienklemmeinrichtung entlang der Linie IV-IV geschnitten.
• Eine in Fig. 1 gezeigte, einem nicht dargestellten Thermoformautomaten vorgeschaltete Walzenvorheizung 1 besitzt in einem Gehäuse 2 vier Heizwalzen 3, die S-förmig von einer von einer Vorratsrolle 4 abgewickelten Kunststoffolie 5 umschlungen sind. Zum Einfädeln der Kunststoffolie 5 zwischen die Heizwalzen 3 und Durchziehen in Transportrichtung 6 von der Einlaufseite I zur Auslaufseite II des Gehäuses 2 bzw. der Walzenvorheizung 1 sind hier auf den Achsen 7 zu beiden Seiten der Heizwalzen 3 frei drehbare Zahnräder 8 gelagert (vgl. Fig. 2).
• Über die Zahnräder 8 laufen Endlosketten 9, die durch eine den Abstand zwischen den beiden Endlosketten überbrückenden Folienklemmeinrichtung 10 miteinander verbunden sind. In der umlaufenden Kettenbahn sind außerdem Umlenkungen in Form von Umlenkzahnrädern 11 angeordnet, von denen zum Antrieb der Endlosketten 9 zumindest zwei auf einer gemeinsamen Antriebswelle 12 drehfest gelagert und von z. B. einem Elektromotor zur synchronen Bewegung der Endlosketten 9 angetrieben sind. Wie in Fig. 1 angedeutet, sind in der Kettenumlaufbahn weiterhin verschwenkbare Spannwalzen 13 vorgesehen.
• Die im einzelnen in den Fig. 3 und 4 dargestellte Folienklemmvorrichtung 10 besteht aus einem Steg 14, der endseitig mit den beiden Endlosketten 9 verschraubt ist, und einem darunter vorgesehenen Leistengehäuse 15, das mit einem Folieneinführschlitz 16 versehen ist. Zum Durchziehen einer Kunststoffolie 5 in Transport- bzw. Durchlaufrichtung 6 durch die Walzenvorheizung 1 wird in diesen Schlitz 16 der Folienanfang geklemmt. Zu diesem Zweck ist im Inneren des Gehäuses 15 eingekammert in ein zum Einführschlitz 16 offenes U-Profil 17 ein pneumatisches Folienspannmittel in Form eines elastischen Schlauches 18 angeordnet. Dieser ist stirnseitig mit Endstopfen 19a, 19b abgedichtet, von denen der eine zum Befüllen des Schlauches 18 mit einem Einlaßventil 20 und der andere mit einem Auslaßventil 21 versehen ist. Der Endstopfen 19a mit dem Auslaßventil 21 ist weiterhin mit einem Entlüftungsauslösemittel 22 ausgebildet, dem in der Bewegungsbahn der Endlosketten 9 im Bereich der Auslaufseite II eine stationäre Auslaßventilbetätigung 23 (schematisch angedeutet in Fig. 1) zugeordnet ist.
• Zu Beginn des Folieneinzugs- und Durchzugsvorganges wird die Folienklemmvorrichtung 10 über den Endloskettenantrieb 9 in die in Fig. 1 gezeigte Ausgangsstellung an der Einlaufseite I der Walzenvorheizung 1 gefahren, in der ein von der Vorratsrolle 4 abgezogener Anfang der Kunststoffolie 5 in einem ausreichend weiten Abstand von der ersten Heizwalze 3 eingebracht werden kann. In dieser Position ist der Einführschlitz 16 der Folienklemmvorrichtung 10 von außen frei zugänglich, so daß eine Bedienungsperson den Folienanfang in diesen Schlitz 16 einführen und festklemmen kann. Dies geschieht durch Beaufschlagung des Schlauches 18 über das Einlaßventil 20 mit Druckluft. Aufgrund der von dem Druck bewirkten Ausdehnung des Schlauches wird die Kunststoffolie 5 zwischen dem Schlauch 18 und dem Leistengehäuse 15 fest eingespannt.
• Sobald danach der Antrieb für die Antriebswelle 12 der beiden darauf drehfest angeordneten Umlenkzahnräder 11 eingeschaltet wird, zieht die aus den beiden miteinander verbundenen Endlosketten 9 bestehende Antriebseinheit die Folienklemmvorrichtung 10 und damit die eingeklemmte Kunststoffolie 5 auf der vorgegebenen Kettenbahn, die der gewünschten Durchlaufbahn der Kunststoffolie entspricht, hinter sich her und durch die Walzenvorheizung 1 hindurch. Wenn die Folienklemmvorrichtung 10 dann an der Auslaufseite II der Walzenvorheizung 1 mit ihrem Entlüftungsauslösemittel 22 in Kontakt mit der dort stationären Auslaßventilbetätigung 23 kommt, wird die Klemmwirkung durch Entlüftung automatisch gelöst. Der durchgezogene Anfang der Kunststoffolie 5 kann sodann an die nachfolgende Transportvorrichtung des Thermoformautomaten übergeben werden.
• Die Folienklemmeinrichtung 10 wird mittels der Endlosketten 9 danach ohne Folientransport in eine untere Ruhestellung weitergeführt, so daß keine Störung des Foliendurchlaufes im Heizbetrieb entsteht. In dieser Außerbetriebsposition verweilt die Folienklemmvorrichtung 10 bei ruhendem Kettenantrieb bis zum nächsten Einzugsvorgang. Während des gesamten Transports bzw. der Durchzugsbewegung wird die Folienklemmvorrichtung 10 in einem gewissen Abstand zur Walzenoberfläche berührungslos um die Heizwalzen 3 herumgeführt, was dadurch erreicht wird, daß die Zahnräder 8 einen etwas größeren Durchmesser (vgl. Fig. 2) als die Heizwalzen 3 besitzen.

Claims (11)

1. Heizeinrichtung zum Vorwärmen von thermoplastischer Kunststoffolie, umfassend mindestens zwei drehbar gelagerte Heizwalzen, über die die von der Einlaufseite der Walzenvorheizung zugeführte Kunststoffolie mit S- förmiger Umschlingung zur Auslaufseite läuft, dadurch gekennzeichnet, daß in Durchlaufrichtung (6) des Foliendurchzugs eine Bewegungsbahn für ein Zugmittel (9) ausgebildet ist, das temporär mit der Kunststoffolie (4) verbindbar ist und diese von der Einlaufseite (I) bis zur Auslaufseite (II) der Walzenvorheizung (1) durchzieht.

2. Heizeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zugmittel (9) endlos umlaufend in der Walzenvorheizung (1) in einer um die Heizwalzen (3) führenden Bewegungsbahn vorgesehen ist.

3. Heizeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Achsenden (7) der Heizwalzen (3) Zahnräder (8) angeordnet und in Durchlaufrichtung (6) des Foliendurchzugs von über Umlenkungzahnräder (11) geführten, synchron angetriebenen, die Kunststoffolie (5) transportierenden Endlosketten (9) als Zugmittel umschlungen sind.

4. Heizeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Endlosketten (9) durch einen sich parallel zu den Walzenachsen erstreckenden, als Folienklemmvorrichtung (10) ausgebildeten Steg (14) miteinander verbunden sind.

5. Heizeinrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß von den Umlenkungzahnrädern (11) zumindest zwei auf einer gemeinsamen Antriebswelle (12) drehfest angeordnet.

6. Heizeinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ketten-Zahnräder (8) im Durchmesser größer als die Heizwalzen (3) sind.

7. Heizeinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ketten-Zahnräder (8) und die Heizwalzen (3) gegeneinander frei drehbar sind.

8. Heizeinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Folienklemmeinrichtung (10) in einem Leistengehäuse (15) einen Folieneinführschlitz (16) mit einem diesem zugeordneten Folienspannmittel aufweist.

9. Heizeinrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch ein pneumatisch betätigbares Folieneinspannmittel, ausgebildet als elastischer Schlauch (18), der stirnseitig mit Endstopfen (19a, 19b) abgedichtet ist, von denen einer (19b) an ein Einlaßventil (20) und der andere (19a) an ein Auslaßventil (21) angeschlossen ist.

10. Heizeinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlauch (18) in einem nur zum Folieneinführschlitz (16) hin offenen Profil (17) eingekammert ist.

11. Heizeinrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß an der Auslaufseite (II) der Walzenheizvorrichtung (1) eine beim Kettenumlauf temporär mit einem Entlüftungsauslösemittel (22) des Auslaßventils (21) in Kontakt kommende Auslaßventilbetätigung (23) stationär angeordnet ist.