DE1296351B - Method and device for controlling the process steps in the manufacture of plastic moldings in the vacuum deep-drawing process - Google Patents

Description

Bei der Herstellung luftdruckgeformter Ziehteile, z. B. nach dem Vakuumtiefziehverfahren, wird die zu verformende Platte nach ihrem Einspannen zunächst durch Erwärmen erweicht, sodann wird sie durch Aufblasen mittels Druckluft vorgeformt, die Form eingefahren und schließlich durch Unterdruck an die Form angesaugt, so daß sie sich allseitig dicht an die Formwände anlegt. Nach Abkühlung kann dann der fertige Formkörper von der Form abgehoben werden. In the manufacture of air pressure-formed drawn parts, e.g. B. after the Vacuum deep drawing process, the plate to be deformed is initially clamped softened by heating, then it is preformed by inflating it with compressed air, the mold is retracted and finally sucked onto the mold by negative pressure, like this that it rests tightly against the mold walls on all sides. After cooling down, the finished moldings are lifted from the mold.

Beim Vakuumformen einfacher kleiner Kunststoffteile haben sich Maschinen bewährt, bei denen die Kunststoffplatten zeitgesteuert erwärmt werden. When it comes to vacuum forming simple, small plastic parts, machines have turned out to be proven, in which the plastic plates are heated in a time-controlled manner.

Beim Ziehen großer komplizierter Formkörper, wie z. B. Kühlschrankinnenbehälter, genügen diese Maschinen nicht mehr den bei der Massenfertigung an Gleichmäßigkeit und Qualität der Erzeugnisse zu stellenden hohen Anforderungen, da bei den zeitgesteuerten Maschinen Heizfehler und Vorformfehler sich allein durch Zeitsteuerung nicht ausgleichen lassen.When pulling large complex shaped bodies, such as. B. Fridge inner container, These machines are no longer sufficient for the uniformity of mass production and quality of the products to be made high demands, since with the time-controlled Machine heating errors and preform errors cannot be compensated for by timing alone permit.

Will man in der Reihenfertigung eine möglichst große Gleichmäßigkeit der einzelnen Ziehteile erreichen, so müssen die maßgebenden Einflußgrößen konstant gehalten werden. Diese maßgebenden Einflußgrößen sind: 1. Temperaturschwankung der Umgebung, 2. Spannungsschwankungen des Stromnetzes und damit der Heizschirmtemperatur, 3. Temperaturschwankungen durch den Anheizvorgang bei Fertigungsbeginn, 4. Dickenschwankungen der zu formenden Platten, 5. Schwankungen der sogenannten eingefrorenen Spannungen (entstanden bei der Herstellung der Platten), 6. Fehler am Fertigungsprodukt (entstanden durch unterschiedliches Aufblasen beim Vorformen. If you want the greatest possible uniformity in series production of the individual drawn parts, the decisive influencing factors must be constant being held. These decisive influencing variables are: 1. Temperature fluctuation of the Environment, 2. voltage fluctuations of the power grid and thus the heating screen temperature, 3. Temperature fluctuations due to the heating process at the start of production, 4. Thickness fluctuations the plates to be formed, 5. fluctuations in the so-called frozen stresses (originated during the manufacture of the panels), 6. Defects in the production product (originated due to different inflation during preforming.

Aufgabe der Erfindung ist es, diese verschiedenen Einflußgrößen bei der Herstellung größerer Ziehteile mit möglichst einfachen Mitteln zu berücksichtigen und damit Formkörper größtmöglicher Gleichmäßigkeit herzustellen. The object of the invention is to address these various influencing variables the production of larger drawn parts with the simplest possible means and thus to produce molded bodies with the greatest possible uniformity.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Heizzeit von der Größe des beim Erweichen der Platte auftretenden Durchhangs derselben abhängig gemacht wird und daß der daran anschließende Vorformvorgang bei stets gleicher, vorbestimmter Blasenhöhe abgebrochen wird. According to the invention this is achieved in that the heating time of the size of the sag occurring when softening the plate depends on the same is made and that the subsequent preforming process is always the same, predetermined bubble height is canceled.

Es ist erkannt worden, daß zur Erzielung einer größtmöglichen Gleichmäßigkeit der einzelnen Ziehteile der Heizvorgang bei jedem Teil gerade zu dem Zeitpunkt abgebrochen werden muß, bei dem ein ganz bestimmter elastoplastischer Zustand der Platte oder Folie erreicht wird. Dieser Zustand ist durch eine leicht zu messende Bezugsgröße gekennzeichnet, nämlich durch den Durchhang der eingespannten und erwärmten Platte. Dieser Durchhang ist in erster Linie eine Funktion des elastoplastischen Zustands des zu verformenden Materials, weil verschiedene weitere Einflußgrößen, wie die geometrischen Abmessungen der Platte, ihre Einspannbedingungen sowie Größe und Richtung der angreifenden Kräfte, bei jedem Ziehteil als konstant angesehen werden können. Die Messung des Durchhangs kann in sehr einfacher Weise mit einer Fotozellenanordnung vorgenommen werden, die derart an der Vakuum-Tiefziehmaschine angebracht ist, daß bei bestimmtem Durchhang der Lichtstrahl unterbrochen und dadurch die Heizzeit beendet und der Vorformvorgang eingeleitet wird. It has been recognized that to achieve the greatest possible uniformity of the individual drawn parts, the heating process for each part just terminated at the time must be, in which a very specific elastoplastic state of the plate or Slide is achieved. This state is by an easy to measure reference quantity characterized, namely by the sag of the clamped and heated plate. This slack is primarily a function of the elastoplastic condition of the material to be deformed, because various other influencing factors, such as geometrical dimensions of the plate, its clamping conditions as well as size and direction the acting forces can be viewed as constant for each drawn part. The measurement of the sag can be done in a very simple way with a photocell arrangement be made, which is attached to the vacuum thermoforming machine that at a certain sag, the light beam is interrupted and thereby ends the heating time and the preforming process is initiated.

Die Verwendung von Fotozellenanordnungen zur Steuerung von Verarbeitungsmaschinen für Kunststoffe ist im Prinzip bekannt. So wird z. B. bei einer Maschine zum Blasen von Hohlkörpern im Strangpreßverfahren die Länge der aus den Düsen gepreßten Rohre mittels einer Fotozellenanordnung gemessen und durch sie bei Erreichen der vorbestimmten Rohrlänge die Förderschnecke abgestellt. In ähnlicher Weise wird bei einer anderen Maschine zum Blasen von Hohlkörpern deren Durchmesser abgetastet und in Abhängigkeit davon die Blasluft gesteuert. The use of photocell arrays to control processing machines for plastics is known in principle. So z. B. in a machine for blowing of hollow bodies in the extrusion process, the length of the pipes pressed out of the nozzles measured by means of a photocell arrangement and when the predetermined Pipe length the screw conveyor shut off. Similarly, with another Machine for blowing hollow bodies whose diameter is scanned and dependent the blown air is controlled by this.

Ganz ähnliche Überlegungen gelten für den anschließenden Vorgang des Vorformens der Kunststoffolie, der in der Regel in einem Aufblasen der Folie mittels Preßluft besteht. Die erwärmte, in elastoplastischem Zustand befindliche und an ihren Rändern eingespannte Folie wölbt sich dabei ballonartig über den Spannrahmen empor. Auch bei diesem Verfahrensschritt ist es notwendig, stets ein gleiches Maß des Aufblasens zu erhalten. Dies ist gewährleistet, wenn man die Blasenhöhe mißt und in Abhängigkeit davon die Preßluftzufuhr unterbindet. Similar considerations apply to the subsequent process the preforming of the plastic film, which usually results in an inflation of the film by means of compressed air. The heated, in an elastoplastic state and the film clamped at its edges arches over the tenter-frame like a balloon up. In this process step, too, it is necessary to always use the same level of inflation. This is guaranteed by measuring the bubble height and depending on this, the supply of compressed air is cut off.

Diese Messung kann in gleicher Weise wie die Durchhangsmessung mit einer weiteren Fotozellenanordnung erfolgen. Man erhält auf diese Weise eine stets gleiche Blasenhöhe und vermeidet dadurch Fehler, die ihre Ursache in unterschiedlichen Eigenschaften des Materials oder in Heizfehlern und Luftdruckschwankungen der Speiseleitung haben können.This measurement can be done in the same way as the sag measurement with another photocell arrangement. You always get one this way same bubble height and thus avoids errors that are caused by different Properties of the material or in heating faults and air pressure fluctuations in the feed line can have.

Einige mögliche praktische Ausführungsbeispiele für Einrichtungen zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung zeigen die im folgenden beschriebenen Abbildungen, die rein schematisch verschiedene Anordnungen der Fotozellen-Meßeinrichtung wiedergeben. Some possible practical examples of devices for carrying out the method according to the invention are those described below Illustrations, which are purely schematically different arrangements of the photocell measuring device reproduce.

F i g. 1 zeigt schematisch die Heizeinrichtung einer Vakuum-Tiefziehmaschine zum Vorformen von Kunststoffplatten oder -folien. Zwei Heizschirme 1 erwärmen die zwischen zwei Rahmen 3 eingespannte Kunststoffplatte 2 zugleich von oben und unten. Mit Hilfe der Heizschirme wird Wärme auf die Platte übertragen, die infolgedessen erweicht und sich, wie dargestellt, nach unten durchsenkt. Beiderseits des Rahmens sind ein Fotozellensender 4 und ein Fotozellenempfänger 5 angeordnet. Der zwischen beiden vorhandene Strahlengang 6 wird bei Erreichen eines vorgegebenen Durchhangs der Platte unterbrochen. F i g. 1 shows schematically the heating device of a vacuum deep-drawing machine for preforming plastic sheets or films. Two heating screens 1 heat the Plastic plate 2 clamped between two frames 3 at the same time from above and below. With the help of the heating screens, heat is transferred to the plate, which as a result softens and, as shown, sags downwards. Both sides of the frame a photocell transmitter 4 and a photocell receiver 5 are arranged. The between two existing beam path 6 is when a predetermined sag is reached the plate interrupted.

Damit wird vom Empfänger ein Signal ausgelöst, durch das der Heizvorgang abgebrochen und der eigentliche Formvorgang eingeleitet wird.This triggers a signal from the receiver, through which the heating process canceled and the actual molding process is initiated.

Anstatt Sender und Empfänger auf verschiedenen Seiten der Maschine anzuordnen, kann man sie auch an denselben Seiten, zweckmäßig in einem Gerät vereinigt, anbringen und den vom Sender ausgehenden Lichtstrahl durch Spiegel 7 auf der anderen Seite der Platte reflektieren. Die F i g. 2 zeigt hierfür eine Ausführungsmöglichkeit. Instead of sender and receiver on different sides of the machine they can also be arranged on the same sides, conveniently combined in one device, attach and the light beam emanating from the transmitter through mirror 7 on the other Reflect side of the plate. The F i g. 2 shows one possible implementation for this.

Eine weitere Ausführungsform der Fotozellen-Meßeinrichtung mit Spiegeln ist in F i g. 3 dargestellt. Another embodiment of the photocell measuring device with mirrors is in Fig. 3 shown.

In Fig.4 ist die Einrichtung zur Messung der Blasenhöhe beim Vorform-Vorgang schematisch dargestellt. Mit 3 ist wieder der Rahmen bezeichnet. Die Kunststoffplatte ist durch Druckluft von unten zu einer Folienblase aufgeblasen. In vorbestimmter Höhe über der Einspannebene ist wieder eine Fotozellenanordnung 4, 5 vorgesehen, deren Strahlengang 6 quer über die Folienblase verläuft. Erreicht die Blase beim Aufblasen die Höhe des Strahlengangs, so wird dieser unterbrochen. Das damit ausgelöste Signal unterbricht die Druckluftzufuhr, so daß ein weiteres Anwachsen der Blase unterbunden ist. In Fig. 4 is the device for measuring the bubble height during the preforming process shown schematically. With 3 the frame is again referred to. The plastic plate is inflated by compressed air from below to form a film bubble. In predetermined The height above the clamping level is again a photocell arrangement 4, 5 is provided, the beam path 6 of which runs across the film bubble. Achieved If the bladder reaches the height of the beam path when it is inflated, it is interrupted. The signal triggered by this interrupts the supply of compressed air, so that another Growth of the bladder is prevented.

Bei allen Abbildungen sind für Fotozellensender und -empfänger sowie für die Spiegel Lager 8 angedeutet, womit darauf hingewiesen werden soll, daß sowohl Höhe als auch Richtung von Sender, Empfänger bzw. Spiegel reproduzierbar eingestellt werden können. In all illustrations are for photocell transmitters and receivers as well as for the mirror bearing 8 indicated, which should be noted that both The height and direction of the transmitter, receiver or mirror are reproducibly set can be.

Claims (5)

Patentansprüche: 1. Verfahren zum Steuern der Verfahrensschritte beim Herstellen von Kunststoff-Formkörpern im Vakuum-Tiefziehverfahren, bei dem eine zu verformende Platte nach ihrem Einspannen durch Erwärmen erweicht und anschließend durch Aufblasen mittels Druckluft vorgeformt wird, um anschließend mittels Unterdruck an die in die vorgeformte Platte eingefahrene Form angesaugt zu werden, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t, daß die Heizzeit von der Größe des beim Erweichen der Platte auftretenden Durchhanges derselben abhängig gemacht wird und daß der daran anschließende Vorformvorgang bei stets gleicher, vorbestimmter Blasenhöhe abgebrochen wird. Claims: 1. Method for controlling the method steps in the manufacture of plastic moldings in the vacuum deep-drawing process, in which a plate to be deformed is softened by heating after it has been clamped and then is preformed by inflating with compressed air, and then by means of negative pressure to be sucked to the retracted into the preformed plate form, d a d u r c h g e k e n n n z e i c h -n e t that the heating time depends on the size of the softening the sagging of the plate the same is made dependent and that he is on it subsequent preforming process is canceled with the same, predetermined bubble height will. 2. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch an sich bekannte Fotozellenanordnungen zur Abtastung des Durchhanges der Platte bei deren Erweichung und der Blasenhöhe beim Vorformvorgang, wobei das Ansprechen der Fotozellen den betreffenden Verfahrensschritt abbricht und entsprechende Umsteuerungen bewirkt. 2. Device for performing the method according to claim 1, characterized by photocell arrangements known per se for scanning the sag of the plate their softening and the bubble height during the preforming process, with the response the photocell interrupts the relevant process step and corresponding reversals causes. 3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die gegenseitige Lage von Sender und Empfänger der Fotozellenanordnung hinsichtlich Höhe und Richtung einstellbar ist. 3. Device according to claim 2, characterized in that the mutual Position of the transmitter and receiver of the photocell arrangement in terms of height and direction is adjustable. 4. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Sender und Empfänger der Fotozellenanordnung auf einander gegenüberliegenden Seiten der zu verformenden Platte bzw. des Verformlings angeordnet sind. 4. Device according to claim 2, characterized in that the transmitter and receivers of the photocell array on opposite sides of the to be deformed plate or the deformed part are arranged. 5. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Sender und Empfänger der Fotozellenanordnung auf derselben Seite der Platte bzw. des Verformlings angeordnet sind und der Strahlengang über Spiegel auf der anderen Seite gesteuert wird. 5. Device according to claim 2, characterized in that the transmitter and receiver of the photocell array on the same side of the plate or the deformation are arranged and the beam path is controlled by mirrors on the other side will.