DE10318961A1

DE10318961A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Ausstanzen von Öffnungen aus Kunststoffbehältern

Info

Publication number: DE10318961A1
Application number: DE2003118961
Authority: DE
Inventors: Stefan Magdt; Axel Schwarzmeier
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-04-26
Filing date: 2003-04-26
Publication date: 2004-12-02

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Einbringen von Öffnungen in thermoplastische Kunststoffgegenstände für die Automobilindustrie und Haushaltsbereich. Zur Einbringung der Öffnung wird ein über den Schmelzpunkt des Kunststoffs erhitzbares Stanzwerkzeug eingesetzt, das das ausgestanzte Abfallstück so lange festhält, bis es außerhalb des Gegenstandes ist und dann erst freigibt, wodurch das Behälterinnere frei von Abfall bleibt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Einbringen von Öffnungen in im Blasverfahren hergestellte thermoplastische Gegenstände nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Aus der DE 100 32 458 geht hierzu ein örtlich beheizbares Stanzwerkzeug mit einer stirnseitig umlaufenden Schneidkante hervor. Mit der erfindungsgemäßen V-förmigen Schneidengeometrie wird ein glatter gradfreier Übergang zwischen der angrenzenden Oberfläche und der Schneidfläche erreicht. Was nach dem Ausstanzen mit dem ausgestanzten Material geschieht, ist in diesem Fall nicht von Bedeutung.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren und der entsprechenden Vorrichtung liegt die Aufgabe darin, Öffnungen von gleich- oder unregelmäßiger Form in Wandungen von Tanks für Fluide und Luftführungsteile einzubringen, ohne dass das ausgestanzte Kunststoffmaterial in diesen hohlen Gegenständen oder Behältnissen verbleibt, wodurch Verstopfungen oder Verschmutzungen eintreten können.

Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe besteht darin, dass die Kunststoffgestände mit einem über die Schmelztemperatur hinaus erhitzten Stanzwerkzeug in Verbindung gebracht werden und das abgetrennte Materialstück mindestens so lange am Stanzwerkzeug verbleibt, bis sich dieses außerhalb des hohlen Gegenstandes befindet.

Insbesondere bei Behältern, die für verschiedene Zwecke oder Automodelle, Wasch- und Geschirrspülmaschinen und dergleichen eingesetzt werden können, ist das kostengünstige Herstellen eines Standardbehälters in großen Mengen wünschenswert. Ergebnis der Erfindung ist, dass diese Behälter mit geringem Zeit- und Arbeitsaufwand für die unterschiedlichsten Anschlüsse, Sensoren, Pumpen und dgl. adaptiert werden können mit der Sicherheit, keine Bohr-, Fräs- oder Stanzrückstände im Innenraum zu belassen.

Entsprechend einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Stanzwerkzeug durch den Einsatz von Unterdruck dazu in der Lage, den Kunststoffabfall außerhalb der Gegenstände zu deponieren. Dazu wird das Stanzwerkzeug an der entsprechenden Behälterstelle in Anschlag gebracht, an der eine Öffnung eingebracht werden soll. Unmittelbar mit der Kontaktierung des über die Schmelztemperatur erhitzten Stanzwerkzeugs mit dem Gegenstand wird auf den zwischen dem Stanzwerkzeug und dem Kunststoffgegenstand entstehenden kegelstumpfförmigen Hohlraum Unterdruck angelegt. Sobald das Stanzwerkzeug den thermoplastischen Kunststoff schmilzt und damit eine Öffnung einbringt, zieht der Unterdruck das ausgestanzte Materialstück in das Stanzwerkzeug. Danach wird das Stanzwerkzeug aus der Öffnung gezogen und das ausgestanzte Material aus dem Werkzeug entfernt, möglicherweise mit Unterstützung eines Druckluftstoßes aus der jetzt mit einer Druckluftquelle verbundenen Bohrung im Stanzwerkzeug.

Entsprechend einer vorteilhaften Gestaltung der Erfindung kann im Stanzwerkzeug ein Sauger angeordnet sein der mit der Unterdruckquelle in Verbindung steht. Der Sauger kann abhängig von der Größe und der Form des ausgestanzten Materials auch als Faltenbalg in runder, ovaler oder rechteckig Form ausgebildet sein.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung befindet sich der Sauger oder der Faltenbalg an dem im Stanzwerkzeug befindlichen Ende eines Rohres das abhängig von der Form der ausgestanzten Kunststoffmaterials oder der Form des Behälters oder dem Ort zur Ablage des Materials zusätzlich axial beweglich sein kann um das Material in einen Abfallbehälter abzulegen.

Entsprechend einer weiteren erfindungsgemäßen Gestaltung des Stanzwerkzeuges kann der Stempel an der Innenseite der Schneide mit Vorsprüngen versehen sein. Diese Vorsprünge legen sich nach dem Durchdringen der Kunststoffwand hinter diese Wand, indem das Stanzwerkzeug eine ruckartige Drehung um 5° bis 25° vollzieht. Beim Zurückziehen des Stanzwerkzeuges halten diese Vorsprünge das ausgestanzte Material so lange fest, bis sich das Werkzeug außerhalb des Behälters befindet und eine Umkehrbewegung vollzieht.

Die Erhitzung des Stanzwerkzeuges auf einen Temperaturwert von 3% bis 10% über der Schmelztemperatur des thermoplastischen Kunststoffs ergibt den Vorteil, dass beim Stanzvorgang die Kante der Öffnung des Kunststoffgegenstandes eine runde Kontur bekommt. Die Erhitzung des Stanzwerkzeuges, das heißt der Schneidkante des Stempels, über diese Toleranzgrenze hinaus, führt zu einer ungleichmäßigen Randverformung der Öffnungen, woraus sich Probleme beim Einbringen und Abdichten der Anschlüsse, Leitungen, Pumpenteile und Meßeinrichtungen ergeben. Bei der Bearbeitung von PE-Teilen wird mit einer Temperatur von 280 °C plus 3% bis 10% Toleranz gearbeitet. Die Höhe der Temperaturdifferenz, mit der innerhalb der Toleranz gearbeitet wird, ist abhängig von der Wandstärke der Kunststoffgegenstände.

Zur Serienfertigung erhalten die Kunststoffgegenstände beispielsweise einen entsprechenden Strichcode der entsprechend der Anzahl, Lage und Form der Öffnung/en gewählt ist. Mit diesem Strichcode versehen gelangen die Kunststoffgegenstände in eine Haltevorrichtung und erhalten dann von einem Multiwerkzeug die gewünschte/ten Öffnungen. Die Stanzwerkzeuge benötigen für deren Einsatz im Gegensatz zu den bisher eingesetzten Schälbohrern, wesentlich weniger Bewegungsspielraum.

Eine Ausführung der Erfindung ist anhand einer schematischen Darstellung näher erläutert.
Es zeigt:
1 einen vertikalen Schnitt einer schematisch dargestellten Stanzvorrichtung mit Vakuumanschluß
2 einen axialen Schnitt eines Stanzwerkzeuges mit einem Faltenbalg
Die in 1 an einem senkrecht angeordneten Träger 10 befestigte Kolbenzylindereinheit 12 nimmt an ihrer Kolbenstange 14 ein Stanzwerkzeug 16 auf. Der Stempel 18 des Stanzwerkzeuges steht mit einer Heizung 20 in Verbindung, wobei deren Temperatur von einem Temperatursensor 22 überwacht wird. Zentrisch im Stempel 18 ist eine Bohrung 24 eingebracht, die über eine Querbohrung 26 mit einer Unterdruckquelle in Verbindung steht. Die Schneidkante 27 des Stempels ist ringförmig und eben ausgebildet. Die Hubbewegung des Stanzwerkzeugs hin zum und zurück vom Kunststoff-Gegenstand 28 vollzieht die Kolbenzylindereinheit 12. Die Schneidflächen 30, 32 des Stempels stehen konisch zueinander, wobei die äußere Schneidfläche 32 parallel zur Hubachse verläuft.
Das in 2 dargestellte Ausführungsbeispiel des Stempels 18 des Stanzwerzeuges 16 nimmt in Richtung zum, als Fluidbehälter, dargestellten Kunststoff-Gegenstand freien Ende, einen Sauger 34 auf. Dieser Sauger 34 hat die Form eines Faltenbalges, der sich beim Einstanzen einer Öffnung in den Kunststoff-Gegenstand an dessen Wand anlegt. Durch die Saugwirkung, die der Faltenbalg auf das ausgestanzte Kunststoffmaterial ausübt, verbleibt dieses auch nach Beendigung des Stanzvorganges am Stanzwerkzeug und wird somit aus dem Behälterbereich entfernt und entsorgt. Die Längs- oder Hubbewegung des Faltenbalges kann auch von einem axial beweglichen Rohr übernommen werden, das zentrisch oder exzentrisch im Stanzwerkzeug geführt ist. Bei großen in das Kunststoffmaterial eingebrachten Öffnungen wird das ausgestanzte Material anschließend langsam und genau in einem Auffangbehälter abgelegt. Sollten sehr große Öffnungen in Behälter eingebracht werden, so kann das Stanzwerkzeug 16 auch mehrere Sauger 34 aufweisen.

Claims

Verfahren zum Einbringen von Öffnungen in, im Blasverfahren hergestellte, thermoplastische Gegenstände, vorzugsweise Tanks für Fluide und Lüftungs- oder Luftverteilerkästen, für die Automobil- und Haushaltsindustrie mit einem Werkzeug, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenstände mit einem über den Schmelzpunkt hinaus erhitzten Stanzwerkzeug in Verbindung gebracht werden und das dabei abgetrennte Materialstück mindestens so lange am Stanzwerkzeug verbleibt bis sich dieses außerhalb des hohlen Gegenstandes befindet.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das durch Wärmeeinwirkung vom Gegenstand abgetrennte Materialstück mittels Unterdruck am Stanzwerkzeug festgehalten wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Stanzwerkzeug nach dem Durchdringen des Kunststoffgegenstandes eine Drehung um 5° bis 25° vollzieht, wodurch sich nach innen gerichtete Vorsprünge hinter das ausgestanzte Material verschieben und dieses am Werkzeug halten.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Stanzwerkzeug auf eine Temperatur von maximal 5% bis 10% über der Schmelztemperatur aufgeheizt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass das ausgestanzte Kunststoffmaterial mit einem Druckluftstoß vom Stanzwerkzeug entfernt wird.
Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Stanzwerkzeug (16) mit einer Heizung (20) und einer Rückhaltevorrichtung für das ausgestanzte Kunststoffmaterial versehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückhaltevorrichtung aus einer Unterdruckquelle besteht.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückhaltevorrichtung aus einem Sauger (34) besteht.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Faltenbalg mit der Unterdruckquelle in Verbindung steht.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Sauger (34) oder Faltenbalg zentrisch im Stanzwerkzeug (16) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Sauger (34) oder der Faltenbalg an einem im Stanzwerkzeug (16) axial beweglichen Rohr befestigt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückhaltevorrichtung aus mehreren an der Innenwand der Stanz-Werkzeug (16) ausgebildeten Vorsprüngen besteht.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneide des Stanzwerkzeuges (16) rund, eckig, oval oder unregelmäßig geformt ist.