-
Die Erfindung betrifft ein Führungssystem
für ein
extern betätigtes
Teil einer Schließeinheit,
insbesondere für
Werkzeugaufnahmen einer Schließeinheit,
gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
-
Im folgenden beziehen wir uns auf
eine Schließeinheit
für eine
Kunststoff verarbeitende Maschine mit zumindest einer Werkzeugaufnahme
in der ein Werkzeug, auch Form oder Formhälfte genannt, gehalten ist.
Es ist jedoch ausdrücklich
zu betonen, dass die vorliegende Erfindung auch für andere,
extern betätigte
Teile von Schließeinheiten
anwendbar ist.
-
Bei Schließeinheiten von Kunststoff verarbeitenden
Maschinen wie Polyurethananlagen gibt es in der Regel zwei Werkzeugaufnahmen,
welche zum Schließen
und Öffnen
der Schließeinheit
und damit zugleich der darin angeordneten Form bewegbar sind. In
diesem Zusammenhang wird beispielsweise auf die Deutsche Patentveröffentlichung
DE 101 52 392 verwiesen,
in der eine Schließeinheit
für eine
Kunststoffmaschine beschrieben ist. Die dort dargestellte Schließeinheit
umfasst eine untere Werkzeugaufnahme und eine obere Werkzeugaufnahme,
die jeweils um eine gemeinsame Achse verschwenkbar sind. Die untere
Werkzeugaufnahme wird während
des Betriebes der gesamten Schließeinheit zwischen zwei Positionen
hin- und herbewegt werden, nämlich
einer unteren Position, in der Formelemente in eine Form eingelegt
werden oder Formteile aus der Form entnommen werden können, und
einer oberen Position, in der das Ausgangsmaterial eingebracht wird
und ein Schließen
der Schließeinheit
insgesamt stattfindet, um die Schaumkomponenten reagieren zu lassen.
-
In der
DE 101 52 392 selbst sind die Schließeinheiten
für sich
fest an einem Ort angeordnet, lediglich die Werkzeugaufnahmen sind
schwenkbar befestigt.
-
Es ist jedoch bekannt, beispielsweise
mehrere Schließeinheiten
auf einem Drehteller anzuordnen, wobei beim Betrieb des Drehtellers
die einzelnen Schließeinheiten
nacheinander die gleichen Arbeitsschritte durchlaufen. Beispielsweise
kann in einer geöffneten
Schließeinheit
ein Ausgangsmaterial eingebracht werden. Gleichzeitig findet in
anderen Schließeinheiten
die Reaktion statt. Bei einer anderen Schließeinheit wiederum kann gleichzeitig
ein fertiggestelltes Formteil entnommen werden. Bei der Verwendung
solcher Vorrichtungen ist es – ebenso wie
bei der
DE 101 52 392 – notwendig,
die verschiedenen Teile der Schließeinheit in vorgegebener Weise
zu betätigen,
insbesondere zu verschwenken.
-
Eine an sich bekannte Methode zur
externen Betätigung
einer Werkzeugaufnahme ist die Verwendung einer Führungskulisse,
wobei an einem von extern (d.h. von außerhalb der Schießeinrichtung)
zu betätigenden
Teil einer Schließeinrichtung,
beispielsweise an der unteren Werkzeugaufnahme, eine Laufrolle angeordnet
ist, welche auf einer Unterstützungskonstruktion
abläuft.
Als Unterstützungskonstruktion
wird herkömmlicher
Weise eine Schienenanordnung verwendet, deren jeweilige Höhe über beispielsweise
einem Drehabschnitt des Drehtisches derart konstruiert ist, dass
durch Auflage und Abrollen der an dem extern zu betätigenden
Teil montierten Laufrolle, dessen Verschwenkposition eingestellt werden
kann. Konkret umfasst die Unterstützungskonstruktion beispielsweise
zwei Rampenabschnitte, nämlich
eine nach oben führende
Rampe und eine nach unten führende
Rampe sowie einem dazwischen angeordneten Schienenteil mit konstanter
Höhe. Erreicht
nun die Laufrolle des extern zu betätigenden Teils die nach oben
führende
Rampe, so wird dieser Teil der Schließeinheit durch Abrollen der Laufrolle
auf diesem Unterstützungsabschnitt
beispielsweise in eine obere Position angehoben und verbleibt dort
so lange, wie die Laufrolle auf dem weiteren Schienenabschnitt mit
konstanter Höhe
abrollt. Beim abschließenden
Abrollen der Laufrolle auf der nach unten führenden Rampe wird der extern
zu betätigende
Teil durch Eigengewicht nach unten bewegt, wo er schließlich durch
einen Anschlag in einer vordefinierten Position zum Stehen kommt.
-
Die Verwendung solcher starren Schienen für Unterstützungskonstruktion
hat jedoch den Nachteil, dass bei ungenauer Justierung durch Relativbewegung
von Laufrolle und Schiene ein hoher Verschleiß in Folge von Reibung auftritt. Überdies
hat sich die passgenaue Herstellung solcher Schienensysteme als
aufwendig und kompliziert erwiesen. Aufwendig ist ebenso der Austausch
bestimmter Schienenabschnitte.
-
Aufgabe der vorliegenden Erfindung
ist es, bei einem Führungssystem
der eingangs genannten Art zumindest auf Teilabschnitten den Verschleiß zu minimieren
und einen leichten Austausch sicherzustellen.
-
Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch
1 genannten Merkmale gelöst.
-
Demgemäß liegt ein wesentlicher Gedanke der
Erfindung darin, dass zumindest ein Abschnitt der Unterstützungskonstruktion
eine frei bewegbare Stützrolle
umfasst, deren jeweilige Achse im wesentlichen parallel oder tangential
zur Bewegungsrichtung der Schließeinheit bzw. der Laufrolle
an der Schließeinheit
angeordnet ist. Durch diese konstruktive Ausgestaltung tritt auch
bei einer Verschiebung des Auflagepunktes der Laufrolle an der Unterstützungskonstruktion
keine Gleitreibung auf, da die Stützrolle bei einer solchen Verschiebung
des Auflagepunktes in der jeweiligen Weise gedreht wird und die
Laufrolle dadurch in ihrer axialen Richtung auf der Stützrolle
abrollt. Durch die Vermeidung einer Gleitreibung kann der Verschleiß auf dem
erfindungsgemäß ausgebildeten
Abschnitt der Unterstützungskonstruktion
signifikant vermindert werden. Damit ist eine externe Betätigung der
Werkzeugaufnahme auch bei Fluchtfehlern und radialen Abweichungen der
Unterstützungskonstruktion
ohne Reibverschleiß möglich.
-
Überdies
wird die Laufrolle des extern zu betätigenden Teils nicht nur an
einer Stelle oder Linie beaufschlagt. Vielmehr wandert die Berührungslinie über eine
signifikanten Teil der Rollenbreite. Auch die Stützrollen der Unterstützungskonstruktion
können nach
einer statistischen Verteilung auf dem gesamten Umfang befahren
werden. Dagegen würde
es bei einem starren Rohr nur immer eine Berührungslinie mit der Laufrolle
geben.
-
Insgesamt kann ein minimierter Verschleiß durch
eine automatische Anpassung an das Abrollverhalten, eine Kompensierung
von Fertigungs- und Montagetoleranzen und ein erleichterter Austausch von
Teilabschnitten der Unterstützungskonstruktion ohne
zusätzliche
Anpassungsarbeiten gewährleistet werden.
-
Natürlich können in dem Abschnitt der Unterkonstruktion,
der zumindest eine frei bewegbare Stützrolle umfasst, auch mehrere
Stützrollen
vorgesehen sein. In diesem Fall sollten sich die Stützrollen in
ihrer axialen Erstreckung derart überlappen, dass ein stetiger Übergang
der Laufrolle von einer Stützrolle
zur nächsten
Stützrolle
gegeben ist.
-
Bei einer vorzugsweisen Ausführungsform der
Erfindung werden nach oben oder nach unten führende Rampen durch die Abschnitte,
welche die frei bewegbaren Stützrollen
umfassen, gebildet. Gerade diese Teile der Unterkonstruktion sind
zum einen besonders belastet. Zum anderen bedürfen diese Abschnitte bei Verwendung
einer Schiene einer besonderen Aufmerksamkeit hinsichtlich der präzisen Ausrichtung
und Konstruktion. Im Falle der Verwendung einer Stützrolle
bei einer Rampe, muss deren Achse gegenüber der Bewegungsrichtung natürlich einen
gewissen Winkel nach oben bzw. unten bilden, so dass ein Anheben
oder Absenken der Werkzeugaufnahme möglich ist.
-
Es ist nicht unbedingt erforderlich,
die gesamte Unterstützungskonstruktion
mittels der Stützrollen
darzustellen. Es können
auch Abschnitte durch die bisher übliche Laufschiene gebildet
werden. Insbesondere eignet sich die Verwendung einer Laufschiene
an solchen Stellen, die leicht zu justieren sind und wenig belastet
werden, so dass an sich schon wenig Reibverschleiß auftritt.
-
Auch muss die Position des extern
zu bedienenden Teils nicht fortwährend
durch das Zusammenspiel der Laufrolle mit der Unterstützungskonstruktion
definiert sein. Beispielsweise ist es möglich, eine untere Position
des extern zu betätigenden
Teils durch einen Anschlag dieses Teils an einem weiteren Rahmenelement
des Schließelements
selbst herbeizuführen.
-
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform
ist zumindest eine Schließeinheit
auf einem Drehtisch angeordnet. Natürlich können auch mehrere Schließeinheiten
(z.B. 12 Stück)
auf dem Drehtisch in jeweils gleichem radialen Abstand vom Zentrum
des Drehtisches vorgesehen sein. Der Drehtisch kann bei dem Betrieb
der Schließeinheit betätigt werden,
so dass sich die einzelnen Schließeinheiten auf einer Kreislinie
fortbewegen. Die Rolle bewegt sich beim Schwenken des extern zu
bedienenden Teils auf einer Thorus-Mantellinie. Bei der Verwendung
eines Drehtisches sollte die Unterstützungskonstruktion teilkreismäßig angeordnet
und dem Drehpunkt zugeordnet sein. Sie kann vorzugsweise eine nach
oben führende
Rampe, die mittels der Stützrollen
realisiert wurde, einen Abschnitt mit einer Laufschiene und eine
nach unten führende Rampe,
die ebenfalls mit Stützrollen
realisiert wurde, umfassen.
-
Natürlich lässt sich die Erfindung auch
bei Ovalanlagen einsetzen, bei denen eine kreisförmige oder lineare Bewegung
der Schließeinheiten
stattfindet.
-
Nachfolgend wird die vorliegende
Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels
mit Bezug auf die beigefügten
Zeichnungen näher
beschrieben. Die Zeichnungen zeigen in:
-
1:
eine stark schematisierte Seitenansicht einer Rundtischanlage mit
mehreren Schließeinheiten
und einem Führungssystem
gemäß der vorliegenden
Erfindung,
-
2:
ein Rundtischsystem gemäß 1 in Draufsicht, wobei der
Rundtisch nur z. T. dargestellt ist,
-
3:
ein Kreissegmentausschnitt aus 2 mit
einer Detailzeichnung einer Rampe des erfindungsgemäßen Führungssystems,
-
4:
einen Ausschnitt der schematischen Darstellung nach 1 mit der Rampe der erfindungsgemäßen Führungssystem
und
-
5:
einen Ausschnitt eines weiteren Teils des Rundtisches gemäß 1.
-
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand
eines Rundtischsystems für
PUR-Anlagen (Polyurethan-Anlagen)
näher erläutert. Allerdings
ist die Erfindung nicht auf dieses System beschränkt.
-
Mehrere Schließeinheiten 12 einer
weiter nicht näher
dargestellten PUR-Anlage (in 1 2 Stück, in 2 3 Stück) sind auf einem Drehtisch 20 im
wesentlichen mit gleichem radialen Abstand zu dessen Zentrum sowie
winkelversetzt gegeneinander fest angeordnet. Jede Schließeinheit 12 umfasst eine
untere Werkzeugaufnahme 14 und eine obere Werkzeugaufnahme 12,
welche beide um eine gemeinsame Gelenkachse 18 nach oben
und unten verschwenkt werden können.
Durch die Verschwenkung der unteren und oberen Werkzeugaufnahme 14, 18 kann
die Schließeinheit
insgesamt geschlossen oder geöffnet
werden. Dadurch sind die Werkzeugaufnahmen in eine Lage zu verbringen,
dass in ergonomisch günstiger
Weise Formelemente eingelegt oder fertige Formprodukte aus einer
Form entnommen werden können.
-
Die vorliegende Erfindung befasst
sich lediglich mit der Verschwenkung der unteren Werkzeugaufnahme 14.
Auf den Verschwenkmechanismus für die
obere Werkzeugaufnahme 12 wird vorliegend nicht näher eingegangen.
-
Die untere Werkzeugaufnahme 14 besitzt
einen bezüglich
der Drehtischerstreckung radial nach außen vorstehenden Arm, an dessen äußerem Ende eine
Laufrolle 24 angeordnet ist. Die Drehachse der Laufrolle 24 stimmt
im wesentlichen mit der radialen Richtung des Drehtisches überein,
kann aber durch die außermittige
Anordnung geringfügig
davon abweichen.
-
Jede Laufrolle 24 einer
Schließeinheit
läuft auf
einer Unterstützungskonstruktion
ab, die vorliegend aus zwei Rampen 30 sowie einer Laufschiene 26 besteht.
Die beiden Rampen 30 sowie die Laufschiene 26 erstrecken
sich im wesentlichen kreissegmentförmig über einen Teil des äußeren Umfangs des
Drehtisches 20. Die Laufschiene 26 ist von einer Vielzahl
von Stützen 28 gehalten,
von denen in den 1 und 2 nur jeweils eine mit einem
Bezugszeichen versehen ist. Die Laufschiene 26 verläuft – wie aus 1 erkennbar – in konstanter
Höhe.
-
An beiden Enden der Laufschiene 26 sind
jeweils zwei Rampen 30 vorgesehen, die jeweils drei Ständer 32 umfassen,
wie in dem aus 2 heraus gezeichneten
Segment 42 der 3 näher zu erkennen
ist. Jeder Ständer 32 umfasst
einen Ständerfuß 34,
der auf dem Boden radial außerhalb
des Drehtisches montiert ist, ein darauf angeordnetes Ständerbein 36,
einen an dem oberen Ende des Ständerbeins 36 angeordneten
Ständerarm 38 sowie
einen an dem inneren Ende des Ständerarmes 38 angeordnete
Stützrolle 40.
Die Stützrolle 40 ist
zu beiden Seiten in Lagern des Ständerarms 38 gehalten
und um eine Drehachse frei drehbar. Die Drehachse erstreckt sich
vorliegend im wesentlichen tangential zur Drehrichtung D (s. Pfeil
D in 2) des Drehtisches 20 und
ist bezüglich
der Drehbewegung nach oben bzw. unten geneigt.
-
Im Folgenden ist der Ablauf beim
Betrieb des Drehtisches erläutert.
-
Der Drehtisch wird in Pfeilrichtung
D (2) zusammen mit den
darauf montierten Schließeinheiten 12 gedreht
. Erreicht die Laufrolle 24 einer Schließeinheit
die in 2 auf der linken
Seite dargestellte Rampe 30, so läuft sie auf den drei Stützrollen 40 nacheinander
ab, und zwar nach oben. Um die Stetigkeit des Abrollvorgangs zu
gewährleisten, überlappen
sich die Enden der Stützrollen 40 in
axialer Richtung, so dass an einem Ende einer Stützrolle die Laufrolle 24 gleichzeitig
auch auf einer zweiten Stützrolle
zu liegen kommt. Nachdem die Laufrolle 24 einer unteren
Werkzeugaufnahme 14 die Stützrollen durchlaufen hat und – zusammen
mit der Werkzeugaufnahme 14 – bis auf ein oberes Niveau
befördert wurde,
läuft sie
auf der Schiene 26 bis zu deren Ende. Durch das Durchlaufen
der Rampe 30 wird die untere Werkzeugaufnahme von einer
unteren Position auf eine obere Position angehoben. Die untere Werkzeugaufnahme 14 verbleibt
dann auf der oberen Position, so lang die Laufrolle 24 auf
der Schiene 26 abläuft.
Läuft die
Laufrolle 24 dann in entgegen gesetzter Weise zur ersten
Rampe auf der in 2 rechts
dargestellten zweiten Rampe ab, so wird die untere Werkzeugaufnahme 14 wieder
nach unten bewegt. In gleicher Weise wie bei der ersten Rampe läuft dabei
die Laufrolle 24 auf drei nacheinander und überlappend
ausgeführten
Stützrollen 40 ab.
-
Die untere Position der Werkzeugaufnahme 14 wird
dadurch definiert, dass der Rahmen der Werkzeugaufnahme an einem
Anschlag 44 zu liegen kommt. In dieser Position ist die
Laufrolle 24 ohne Funktion.
-
Aus 4 ist
nochmals die durch die drei Stützrollen 40 gebildete
Rampe zu erkennen. Die Laufrolle 24 ist nicht genau zu
erkennen. Sie läuft
jedoch immer auf einer der Stützrollen 40 ab.
-
In 5 ist
zu erkennen, wie die Laufrolle 24 auf der Schiene 26 abläuft und
dabei die untere Werkzeugaufnahme in der oberen Position hält.
-
Durch die Verwendung der Stützrollen 40 im Rampenbereich
wird eine Gleitbewegung der Laufrolle 24 auf einer Schiene
und damit eine übermäßige Abnutzung
vermieden. Vielmehr drehen sich die Stützrollen 40 in der
einen oder anderen Richtung (im wesentlichen in Axialrichtung der
Laufrolle 24), je nach dem, ob der Auflagepunkt zur Laufrolle 24 nach innen
oder außen
wandert.
-
Durch das axiale Verändern des
Auflagepunktes an der Laufrolle 24 wird diese nicht nur
an einer Stelle beaufschlagt. Vielmehr wandert die Berührungslinie
auf der Rollenbreite, beispielsweise auf 70 % der Rollenbreite,
was ebenfalls zu einer Minimierung des Verschleißes beiträgt.
-
Die einzelnen Ständer 32, welche die
Stützrollen 40 an
deren oberen, inneren Ende aufweisen, müssen daher nicht unbedingt
genau ausgerichtet sein, um einen Verschleiß durch Gleitreibung zu minimieren.
Durch die freie Drehbarkeit der Stützrollen, kann die Gleitreibung
auch bei nicht exakt ausgerichteten Stützrollen ohne Weiteres klein
gehalten werden. Überdies
eignet sich die Verwendung mehrerer Ständer mit Stützrollen für einen leichten und kostengünstigen
Austausch. Es muss jeweils nur die Stützrolle ausgetauscht werden,
welche nach einer langen Laufdauer eine gewisse Abnutzungserscheinung zeigt.
-
Natürlich könnten übrige Teile der Unterstützungskonstruktion
ebenfalls mit Rollen realisiert werden. Jedoch kann die Laufschiene
in dem Bereich konstanter Höhe
mit einer besseren Toleranzgenauigkeit und mit einer breiteren Lauffläche gefertigt
werden, so dass hier nicht unbedingt die Verwendung von Stützrollen
notwendig ist.
-
Insgesamt ermöglicht die Erfindung die Vermeidung
einer übermäßigen Abnutzung,
eine leichtere Justierung, die Kompensierung von Fertigungs- und
Montagetoleranzen sowie einen erleichterten Austausch von Teilabschnitten.
Auch gestattet es die Erfindung, die Laufrollenachsen so anzuordnen, dass
die Berührtangente
nicht durch den Drehpunkt der Schließeinheit geht.
-
- 10
- Rundtischsystem
mit Schließeinheiten
- 12
- Schließeinheit
- 14
- Untere
Werkzeugaufnahme
- 16
- Obere
Werkzeugaufnahme
- 18
- Gelenkachse
- 20
- Drehtisch
- 22
- Zentrale
Abstützung
mit Lagerung
- 24
- Laufrolle
der unterer Werkzeugaufnahme
- 26
- Schiene
- 28
- Schienenstütze
- 30
- Rampe
- 32
- Ständer
- 34
- Ständerfuß
- 36
- Ständerbein
- 38
- Ständerarm
- 40
- Stützrolle
- 42
- Segment
- 44
- Anschlag
- D
- Drehrichtung