DE102016000325A1

DE102016000325A1 - Vorrichtung zum Warmumformen von thermoplastischen Halbzeugen zu Formteilen

Info

Publication number: DE102016000325A1
Application number: DE102016000325.1A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-01-13
Filing date: 2016-01-08
Publication date: 2016-07-14

Abstract

Eine Vorrichtung zum Warmumformen von thermoplastischen Halbzeugen zu Formteilen wird verbessert. Erreicht wird dies dadurch, dass mindestens ein Antrieb einer Einrichtung der Vorrichtung zum Warmumformen von thermoplastischen Halbzeugen mit einem Antriebsweg von > 5 mm durch mindestens einen Piezomotor erfolgt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Warmumformen von thermoplastischen Halbzeugen zu Formteilen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Stand der Technik
Aus der DE 10 2008 039 406 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung von Hohlkörpern aus zwei oder mehreren miteinander verschmolzenen Halbschalen unterschiedlicher Größe aus thermoplastischen Kunststoffen bekannt, bei dem eine Feinjustage von Werkzeugteilen erforderlich ist. Diese Feinjustage der Werkzeugteile zueinander erfolgt erfindungsgemäß durch Aktuatoren aus piezokeramischen Elementen.
Aus DE 10 2004 012 439 B4 ist ein Verfahren zum Tiefziehen und Ausstanzen aus einer thermoplastischen Kunststofffolie und eine Vorrichtung zum Tiefziehen und Ausstanzen von Behältern bekannt, bei dem der Niederhalter zur Erzeugung vorteilhafter Eigenschaften bei den Formteilen Bewegungen ausführt mit sehr kurzen Strecken und definierten Kräften. Als Antrieb des Niederhalters wird ein Servopiezolinearmotor vorgeschlagen.
Die US 2008 0175 941 zeigt eine Vorrichtung zur Herstellung von Kunststoffkarten, bei der ausgestanzte Kunststofffolienstücke in einer Thermoformeinrichtung warmumgeformt werden. Die Vorrichtung weist Greifer auf zur Fixierung der Kunststoffkarten, bei der die Antriebe der Greifer als Piezo-Elemente ausgebildet sind.
In der DE 10 2008 036 693 A1 wird ein Verfahren zur Herstellung dünnwandiger Formkörper in Twinsheet-Technik vorgeschlagen, bei dem die beiden Teilkörper durch Reibschweißen verbunden werden. Die Bewegungen zum Reibschweißen sollen erfindungsgemäß durch den Einsatz von piezokeramischen Elementen erfolgen.
Die DE 11 2004 001 925 T5 zeigt eine Bohrvorrichtung und ein Bohrverfahren, bei dem der Bohrvorgang durch Vibration dargestellt wird. Der Antrieb für die Vibration kann vorteilhafterweise durch eine Piezo-elektrische Vorrichtung erfolgen.
EP 1 468 794 A1 zeigt eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Anbringen von Öffnungen in Formteilen mit einer Ultraschallquelle. Dabei wird die Stanzbewegung zum Durchschneiden der Formteile durch Vibrationen eines Stößels mittels einer Ultraschallquelle ausgeführt. Die Ultraschallquelle benötigt zum Schwingen einen Ultraschallwandler. Dieser Wandler kann erfinderisch beispielsweise aus piezoelektrischen Elementen aufgebaut sein.
Bei den bisher bekannten Bearbeitungsstationen und Maschinenteilen von Thermoformmaschinen werden Bewegungen durch pneumatische, hydraulische, elektrische, elektromotorische, servomotorische und mechanische Antriebe ausgeführt.
Typischerweise bestehen Thermoformmaschinen aus Heizung, Materialtransport, Formmaschine, Stanzstation, Lochstanzstation, Stapelung, Dekorationseinheit, Sortier-/Gruppierstation, Stanzeinrichtung und Stapeleinrichtung, oder einer Untermenge daraus.
Durch die wachsende Komplexität von Thermoformmaschinen werden mehr und mehr Antriebe benötigt. Diese beanspruchen Bauraum, der teilweise nur schwer in der benötigten Größe bereitgestellt werden kann, verbrauchen mehr Energie als notwendig, müssen mit Antriebsmedien versorgt werden wie Luft, Wasser, Vakuum, Hydraulik und dergleichen. Wegen der Baugröße der Antriebe muss oft auf Bewegungen verzichtet werden, oder sie müssen durch komplizierte und aufwändige Verfahren ersetzt werden.
Aus dem Stand der Technik sind bisher Piezoantriebe für Verwendungen in Thermoformanlagen bekannt, die sich auf Bewegungen im Bereich von weniger als einem Millimeter bis zu maximal 3–5 mm bei der DE 10 2004 012 439 B4 beschränken.
Aufgabenstellung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Vorrichtung zum Verformen von thermoplastischen Halbzeugen so auszubilden, dass Antriebe von Stationen, Verstelleinheiten und Verriegelungen mit Piezomotoren ausgerüstet werden für Arbeitswege, deren Erstreckung Bereiche oberhalb des Standes der Technik, also den Bereich größer 5 mm abdecken.
Gelöst ist diese Aufgabe erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 angegebenen Maßnahmen. Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus übrigen, in den jeweiligen Unteransprüchen genannten Merkmalen.
Ausführungsbeispiel
Die Vorrichtungen zum Warmumformen nach dem Stand der Technik umfassen piezoelektrische Antriebe mit kleinen und sehr kleinen Antriebswegen in Bereichen, die in der Regel bei 0,01 bis 1 mm liegen. Ausnahmen wie DE 10 2004 012 439 B4 wagen sich in Bereiche größer als 1 mm vor.
Dabei wird vernachlässigt, dass bereits Ausführungsformen von Piezomotoren verfüg bar sind, die wesentlich größere Bereiche der Antriebswege abdecken, auch Antriebswege größer als 100 mm.
Die Vorteile der Piezotechnik, wie Genauigkeit, hohe Geschwindigkeit und gute Reproduzierbarkeit werden so für die wesentlichen Antriebsbaugruppen der Thermoformtechnik nicht umgesetzt.
Das Patentbegehren schlägt deshalb den Einsatz von Piezomotoren im Bereich der Antriebswege im Bereich von größer als 5 mm vor, der vom Stand der Technik bisher nicht beachtet wurde.
Einzelheiten der Erfindung sind nachfolgend anhand der schematischen Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:
1 Eine Vorrichtung zum Warmumformen von thermoplastischen Halbzeugen zu Formteilen bei der das thermoplastische Halbzeug von der Folienrolle (3) über eine Folienschlaufe (2) der Folientransporteinrichtung (4) zugeführt wird, die das thermoplastische Halbzeug durch die Vorrichtung transportiert. In der Heizeinrichtung (5) wird das Halbzeug erwärmt, damit es in der Formstation (6) mittels eines Formwerkzeugs (7) zu einem Formteil (1) verformt wird. Nach der Verformung wird das Formteil (1) in der Stanzstation (8) aus dem Halbzeug gelöst und in der Stapelstation (9) vollständig getrennt und in einen Formteilstapel überführt.
Die Erfindung ist ebenfalls auf andere Ausführungsformen der Thermoformtechnik anwendbar wie Vorrichtungen mit kombinierter Form-/Stanztechnik oder Vorrichtung zum Thermoformen von thermoplastischem Plattenmaterial, das als Zuschnitte der Vorrichtung zugeführt wird.
Es ist vorgesehen, die Vorrichtung zum Warmumformen von thermoplastischen Halbzeugen zu Formteilen, umfassend mindestens eine Heizeinrichtung zum Erwärmen der thermoplastischen Halbzeuge, eine Formeinrichtung mit Formwerkzeugen zur Verformung der erwärmten thermoplastischen Halbzeuge zu Formteilen und eine Transporteinrichtung zum Bewegen der thermoplastischen Halbzeuge, so auszubilden, dass mindestens ein Antrieb einer Einrichtung der Vorrichtung zum Warmumformen von thermoplastischen Halbzeugen mit einem Antriebsweg von > 5 mm durch mindestens einen Piezomotor erfolgt.
In einer vorteilhaften Weiterbildung ist es vorgesehen, dass der mindestens eine Piezomotor als Schreitmotor ausgebildet ist.
Es ist vorteilhaft, wenn der mindestens eine Piezomotor als Inchworm-Motor ausgebildet ist.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn der mindestens eine Piezomotor als Wanderwellen-Motor ausgebildet ist.
Eine weitere Ausbildung sieht vor, dass der mindestens eine Piezomotor als Stehwellen-Motor ausgebildet ist.
Eine andere Weiterbildung schlägt vor, dass der mindestens eine Piezomotor als Trägheits-Motor ausgebildet ist.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn der Antriebsweg im Bereich von 5 bis 30 mm liegt. Eine andere vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, dass der Antriebsweg im Bereich von 5 bis 100 mm liegt.
Es ist ebenso vorgesehen, dass der Antriebsweg im Bereich von 5 bis 300 mm liegt.
Bezugszeichenliste

1: Formteil
2: Folienschlaufe
3: Folienrolle
4: Folientransporteinrichtung
5: Heinzeinrichtung
6: Formstation
7: Formwerkzeug
8: Stanzstation
9: Stapelstation
10: Formteilstapel
11: Stanzgitterrolle

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102008039406 A1 [0002]
DE 102004012439 B4 [0003, 0011, 0014]
US 20080175941 [0004]
DE 102008036693 A1 [0005]
DE 112004001925 T5 [0006]
EP 1468794 A1 [0007]

Claims

Vorrichtung zum Warmumformen von thermoplastischen Halbzeugen zu Formteilen, umfassend mindestens eine Heizeinrichtung zum Erwärmen der thermoplastischen Halbzeuge, eine Formeinrichtung mit Formwerkzeugen zur Verformung der erwärmten thermoplastischen Halbzeuge zu Formteilen und eine Transporteinrichtung zum Bewegen der thermoplastischen Halbzeuge, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Antrieb einer Einrichtung der Vorrichtung zum Warmumformen von thermoplastischen Halbzeugen mit einem Antriebsweg von > 5 mm durch mindestens einen Piezomotor erfolgt.
Vorrichtung zum Warmumformen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Piezomotor als Schreitmotor ausgebildet ist.
Vorrichtung zum Warmumformen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Piezomotor als Inchworm-Motor ausgebildet ist.
Vorrichtung zum Warmumformen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Piezomotor als Wanderwellen-Motor ausgebildet ist.
Vorrichtung zum Warmumformen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Piezomotor als Stehwellen-Motor ausgebildet ist.
Vorrichtung zum Warmumformen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Piezomotor als Trägheits-Motor ausgebildet ist.
Vorrichtung zum Warmumformen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsweg im Bereich von 5 bis 30 mm liegt.
Vorrichtung zum Warmumformen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsweg im Bereich von 5 bis 100 mm liegt.
Vorrichtung zum Warmumformen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsweg im Bereich von 5 bis 300 mm liegt.