DE2838079A1

DE2838079A1 - Station zum fuellen von geschlossenen formen mit schaeumbarem kunststoffmaterial

Info

Publication number: DE2838079A1
Application number: DE19782838079
Authority: DE
Inventors: Hermann-Siegfried Jaeger; Othmar Oppl
Original assignee: Admiral Maschinenfabrik GmbH
Current assignee: Dow Chemical Co
Priority date: 1978-08-31
Filing date: 1978-08-31
Publication date: 1980-03-13
Also published as: FR2434697B1; FR2434697A1; IT7968732A0; GB2028711B; GB2028711A; US4249881A; IT1119347B; BE878506A

Description

Die Erfindung betrifft eine Station zum Füllen geschlossener Formen mit schäumbarem Kunststoffmaterial gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei einer solchen bekannten Einfüllstation müssen die Formen zum Heranbewegen des Mischkopfes an die Einfüllöffnung und zum Einfüllen des schäumbaren Kunststoffmaterials in den Formhohlraum angehalten werden. Ein derartiger Taktbetrieb bedeutet bei einer Herstellungsstraße, welche eine Vielzahl von an einer durchgehenden Förderkette hängenden Formwagen aufweist, die Installation einer erheblichen Antriebsleistung für den Antriebsmotor und einen erheblichen Energieverbrauch und Verschleiß der Anlage, da sämtliche Formwagen !periodisch angehalten und wieder beschleunigt werden müssen. Dies war bisher von geringerer Bedeutung, da das Beschicken geschlossener Formen nur für einige Spezialfälle erforderlich war, während die meisten der in großen Stückzahlen gefertigten Gegenstände aus Kunststoffschaum so hergestellt wurden, daß man das schäumbare Kunststoffmaterial in der noch offenen Form verteilte, was Ohneschwierigkeiten auch bei kontinuierlich bewegter Form erfolgen konnte, und erst danach die Form zum Aufschäumen des Materials schloß. Nunmehr werden aber zunehmend sehr rasch aufschäumende Kunststoff materialien auch für die Großserienfertigung verwendet, welche schon bis zur Trennlinie der Form ansteigen, bevor letztere· geschlossen werden kann. In diesem Falle kann dann Material aus der Form herausfließen, was sowohl im Hinblick auf die Qualität des Produktes als auch im Hinblick auf die Wartung der Anlage nachteilig ist. Durch die neu auf dem Markt befindlichen,rasch zu verarbeitenden schäumbaren Kunststoff materialien wird das Einfüllen in die geschlossene Form, also in vielen Fällen notwendig, bei denen bisher noch mit offener Form gearbeitet werden konnte.

Durch die vorliegende Erfindung soll daher eine Einfüllstation gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 so weiter gebildet werden, daß sie zum Einfüllen des schäumbaren Kunststoffmaterials in -kontinuierlich bewegte Formen geeignet ist.

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Diese Aufgabe ist ausgehend von den· eingangs beschriebenen Stand der Technik gelöst mit den im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Maßnahmen.

Bei der erfindungsgemäßen Einfüllstation ist eine absolut synchrone Bewegung von Mischkopf und Form auch dann sichergestellt, wenn die Geschwindigkeit der Form nicht absolut gleichbleibend ist. Derartige Geschwindigkeitsschwankungen können sich z.B. durch Spannungsschwankungen im elektrischen Netz, das den elektrischen Antriebsmotor des Förderers der Herstellungsstraße antreibt, oder durch das Herumlaufen grobgliedriger Ketten des Förderers um Kettenräder ergeben. Für diese einwandfreie Synchronisierung sind bei der erfindungsgemäßen Einfüllstation keine aufwendigen mechanischen oder elektronischen Maßnahmen erforderlich.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 2 ivird erreicht, daß das Bewegen des Mischkopfes transversal zur Förderrichtung der Formen und das Herstellen und Lösen der Mitnehm^erverbindung»durch einen einzigen Arbeitszylinder erfolgen kann. Damit sind die zusätzlich in der Einfüllstation zu bewegenden Massen klein, was sich auf die Gleichförmigkeit des Laufes des Förderers für die Formen günstig auswirkt. Außerdem braucht ein Hilfsantrieb zum Zurückbewegen von Schlitten und Mischkopf in die Ausgangsstellung nur klein ausgelegt zu werden. Außerdem erfolgt das Zurückfahren von Schlitten und Mischkopf in die Ausgangsstellung wegen der nur sehr kleinen Massen schnell. Schließlich erhält so die Einfüllstation auch einen besonders einfachen Aufbau, was sowohl von den Anlagekosten her als auch von der Wartung her vorteilhaft ist.

Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 3 wird erreicht, daß das Aufschäumen des Kunststoffmaterials in einer schräg gestellten Form erfolgen kann, sodaß im Formhohlraum befindliches Gas gut entweichen kann. Der Mischkopf kann dieser Kippbewegung der Form folgen, sodaß ggfs. auch der schon

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schräg gestellten Form noch schäumbares Kunststoffmaterial zugeführt werden kann.

Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 4 wird ein sehr präzises Heranfahren des Mischkopfes an die Einfüllöffnung der zu füllenden Form erhalten, und zwar unabhängig von Fehlern in der transversalen Ausrichtung der zu füllenden Form. Auch können so komplizierte elektronische Steuereinrxchtungen zum Heranfahren des Mischkopfes an die Einfüllöffnung entfallen.

Bei einer Einfüllstation gemäß Anspruch 5 ist sichergestellt, daß ausgehend von der Ausgangsstellung der Einfüllstation zunächst die Traghebel abgesenkt werden, während die Relätivstellung des Mischkopfschlittens bezüglich der ihn tragenden Führungen erhalten bleibt, bis die Traghebel ihre voll abgesenkte Lage erreicht haben. Erst dann wird der Mischkopfschlitten in transversaler Richtung über die Form gefahren, bis sein Abgabeende mit der Einfüllöffnung der Form fluchtet. Umgekehrt ist beim Zurückfahren in die Ausgangsstellung durch diese Anordnung sichergestellt, daß zunächst der Mischkopfschlitten auf Anschlag gefahren wird und erst dann die Traghebel zusammen mit dem Mischkopfschlitten angehoben werden.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 6 ist im Hinblick auf einen möglichst kompakten Aufbau der Einfüllstation vorteilhaft. Man erhält so auch eine besonders sichere Abstützung des Mischkopfes in der Arbeitsstellung.

Bei der im Anspruch 7 angegebenen Einfüllstation wird der Hilfsantrieb auf eine wesentlich größere Rückführgeschwindigkeit eingestellt als die Geschwindigkeit des Förderers für die Formen. Damit wird der den Mischkopf und die zugeordneten Antriebe tragende Schlitten besonders rasch in seine Ausgangsstellung zurückgefahren, wo er dann zum Füllen einer nachfolgenden Form bereitsteht.

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Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:

Fig. 1: einen Schnitt durch eine Station zum Füllen geschlossener Formen mit schäumbarem Kunststoffmaterial, welcher senkrecht zur Förderrichtung der Formen gelegt ist und in welchem die Teile der Einfüllstation in der Ste.iTung gezeigt sind, welche sie vor dem Füllen einer Form einnehmen;

Fig. 2: einen ähnlichen Schnitt wie Fig. 1, in welchem jedoch der Mischkopfträger abgesenkt und mechanisch mit einer Form gekoppelt gezeigt ist; und

Fig. 3: einen ähnlichen Schnitt wie die Fign. 1 und 2, in welchem jedoch die Form und der Mischkopf zusätzlich schräg geneigt dargestellt sind.

Fig. 1 zeigt einen transversalen Schnitt durch eine Einfüllstation zur Herstellung von Formschaumteilen, z.B. Sitzteilen für Kraftfahrzeuge. Diese Einfüllstation ist an einem Punkt eines geschlossenen Förderweges einer in der Zeichnung nicht gezeigten Herstellungsstraße für Formschaumteile angeordnet. Letztere enthält ferner noch eine Station zum Aufwärmen und Aushärten des Kunststoffmateriales und eine Station zum öffnen der Formen, Herausnehmen der fertigen Formschaumteile und zum Wiederschließen der Formen.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, bestehen die Formen aus einer unteren Formhälfte 10 und einer oberen Formhälfte 12, welche zusammen einen Formhohlraum 14 begrenzen. Die obere Formhälfte 12 ist mit einer Einfüllöffnung 16 versehen, welche durch einen nicht gezeigten Stopfen verschließbar ist.

Die Formhälften TO und 12 finden in einem Formwagen 18 Auf-

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nähme. Dieser hat eine Formenwanne 20, an deren einer Längsseite zwei unter Abstand angeordnete Traglaschen 22 befestigt sind und an deren Unterseite ein Laufrad 24 über einen Lagerbügel 26 befestigt ist. Das Laufrad 24 läuft auf einer Schiene 28, die von Stützen 30 getragen ist. Die Traglaschen 22 sind über eine Schwenkwelle 32 mit Traglaschen verbunden, die ihrerseits von Laufkatzen 36 getragen sind.

Die Laufkatzen 36 haben jeweils ein Tragrad 38, welches auf einer von Stützen 40 getragenen Schiene 42 läuft, sowie zwei obere, mit den Seitenflächen der Schiene 42 zusammenarbeitende Führungsräder 44, 46, sowie ein unteres, Drehmoment aufnehmendes Stützrad 48. Letzteres läuft auf einer unteren Schiene 50, die ebenfalls an den Stützen 40 angebracht ist. Am unteren Ende der Laufkatzen 36 ist jeweils ein Mitnehmerstift 52 angebracht, welcher in eine Förderkette 54 eingreift, die durch die Oberseite eines an den Stützen 40 befestigten Winkelprofiles 56 getragen ist. An der Oberseite der Laufkatzen 36 ist jeweils eine als Mitnehmer dienende Klinke 58 nach oben überstehend befestigt.

Auf hinteren Stützen 60 des Rahmens der Einfüllstation sind horizontale Träger 62 gelagert, welche zwei in Förderfichtung unter Abstand angeordnete Lagerplatten 64 tragen. Zwischen den letzteren erstrecken sich zwei parallele Führungsstangen 66, auf welchen ein insgesamt mit 68 bezeichneter Schlitten parallel zum Förderweg der Formwagen 18 verschiebbar ist. Führungsbuchsen 70 des Schlittens 68 sind jeweils über horizontale Querträger 72 miteinander verbunden. Die Querträger 72 tragen am dem Formwagen 18 zugewandten Ende Lagerbacken 74, in welchen eine Lagerwelle 76 befestigt ist. Die letztere trägt zwei nach unten offene, ü-förmige Traghebel 78, mit einem Lagerarm 80, einem die Laufkatzen 36 und die Schiene 42 übergreifenden und in die Bahn der Klinke 58 bewegbaren mittleren Hebelabschnitt 82 sowie einen wieder nach unten verlaufenden Hebelabschnitt 84. Letzterer ist unten mit ei-

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ner halbkreisförmigen Ausnehmung 86 versehen, mit der er auf der Schwenkwelle 32 aufsitzen kann. Hierbei fluchten eine Schwenkwelle 90 und die Schwenkwelle 32.

Hebel 88 sind über die Schwenkwelle 90 am Hebelabschnitt 84 angelenkt und durch Anschläge 92 bei angehobenen Traghebeln in der in der Zeichnung gezeigten Stellung gehalten. Auf den Hebeln 88 sind Aufnahmeblöcke 94 für transversale Führungsstangen 96 befestigt.

Auf den Führungsstangen 96 ist ein Mischkopfschlitten 98 verschiebbar, der als Kreuzschlitten mit parallel zur Förderrichtung der Formwagen 18 verlaufenden Führungsstangen 100 ausgebildet ist. Auf letzteren läuft ein Tisch 102 mit einer Führungssäule 104 für einen schematisch wiedergegebenen Mischkopf 106, welcher ein in die Einlaßöffnung 16 einsetzbares Abgabeende 108 aufweist. An einer Führungsplatte 110 des Mischkopfes greift die Abtriebsstange eines am Tisch 102 befestigten, doppelt wirkenden . Stellmotors 112 an, durch welchen der Mischkopf 106 anhebbar und absenkbar ist. Am freien Ende der Führungsstangen 96 ist ein Auflagekopf 114 angebracht, welcher auf ein seitliches Winkelteil 116 der Formwagen 18 aufsetzbar ist.

Am Tisch 102 des MischkopfSchlittens 98 ist ferner eine Lasche 118 befestigt, an welcher die Kolbenstange 120 eines

Arbeitszylinders 122 angelenkt ist. Dessen Zylinder ist am oberen Ende eines vertikalen Trägers 124 angelenkt, welcher vom Schlitten 68 getragen ist.

Zum Positionieren des transversal verfahrbaren Mischkopfes 106 ist die obere Formhälfte 12 mit einem Anschlag 126 versehen, welcher mit der Stirnseite des MischkopfSchlittens 98 zusammenarbeitet, wenn die Führungsstangen 96 durch den Arbeitszylinder 122 in die Lage der Form abgesenkt sind, die horizontal oder geneigt sein kann.

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Die oben beschriebene Station zum Einfüllen schäumbaren Kunststoff materials in kontinuierlich bewegte Formen in geschlossenem Zustand der letzteren arbeitet wie folgt:

Läuft ein Formwagen 18 mit leerex, aber schon geschlossener Form in die Einfüllstation, so wird durch einen in der Zeichnung nicht gezeigten Fühler, z. B. einem Wirbelstromfühler oder eine Lichtschranke, die Druckbeaufschlagung des Arbeitszylinders 122 so eingestellt, daß die Traghebel 78 um die Achse der Lagerwelle 76 verschwenkt werden. Damit wird auch der von den Führungsstangen 96 getragene Mischkopfschlitten 98 abgesenkt. Dies erfolgt solange, bis die Ausnehmung 86 des Hebelabschnittes 84 auf der'Schwenkwelle 32 zur Ruhe kommt. Zugleich setzt der Auflagekopf 114 auf dem Winkelteil 116 auf, wenn die Form waagerecht steht. Bei geneigter Form hingegen ist noch eine zusätzliche Verschwenkung der Führungsstangen 96 um die Schwenkwelle 90 erforderlich, um den Auflagenkopf 114 zum Aufsitzen auf dem Winkelteil 116 zu bringen. Nun befindet sich der Hebelabschnitt 82 im Weg der Klinke 58 und wird mit dieser verriegelt und durch diese mitgenommen. Dieser Zustand ist in Fig. 2 und 3 gezeigt. Ab diesem Zeitpunkt besteht eine starre mechanische Kopplung zwischen der Bewegung des Formwagens 18 und der Bewegung des Mischkopfes 106 parallel zur Förderrichtung.

Bei weiterhin anhaltender Druckbeaufschlagung des Arbeitszylinders 122-in Richtung eines Ausfahrens der Kolbenstange wird nun der Mischkopfschlitten 98 längs der Führungsstange 96 in der Zeichnung nach links gefahren, bis seine in der Zeichnung links gelegene Stirnseite in Anlage an den Anschlag 126 kommt. Nunmehr fluchtet das Abgabeende 108 des Mischkopfes 106 mit der Einfüllöffnung 16 der Form, und durch Beaufschlagung der in der Zeichnung oben liegenden Arbeitskammer des Stellmotors 112 wird das Abgabeende 108 des Mischkopfes -106 in die Einfüllöffnung 16 eingefahren. Nunmehr wird schäumbares Kunststoffmaterial in bekannter Weise aus dem Mischkopf 106 in die Form abgegeben, die entsprechend den vorstehenden Darlegungen waagerecht oder geneigt ist. Bei geneigter Form läuft der Formwagen auf einem nach unten und einwärts verlaufenden Ablaufabschnitt.

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der Schiene 28. Hierbei wird der Formwagen 18 unter seinem Gewicht um die Achse der Schwenkwelle 32 nach unten gekippt, wie in Fig. 3 gezeigt ist. Damit wird erreicht, daß sich in der Form befindliches Gas beim späteren Einfüllen im in der Zeichnung rechts oben gelegenen Formabschnitt sammelt, von wo es entweder über die Trennfläche zwischen den beiden Formhälften 12 und 14 oder über ein gesondertes kleines Entlüftungsloch abströmen kann, während der Schaum im Formhohlraum 14 aufsteigt. Dieser Kippbewegung des Formwagens können die Führungsstangen 96 unter Verschwenkung der Hebel 88 um die Schwenkwelle 90 folgen, wobei der immer noch in Ausfahrrichtung mit Druck beaufschlagte Arbeitszylinder 122 ebenfalls nachfolgt.

Nach vollständigem Einbringen des schäumbaren Kunststoffmateriales wird die untere Arbeitskammer des Stellmotors 112 mit Druck beaufschlagt, und das Abgabeende 108 des Mischkopfes 106 wird so aus der Einfüllöffnung 16 herausgezogen. Dann wird der Arbeitszylinder 122 in Einfahrrichtung mit Druck beaufschlagt, und hierdurch wird der Mischkopfschlitten 98 auf den Führungsstangen 96 nach rechts gefahren, bis seine in der Zeichnung rechts gelegene Stirnseite an den Aufnahmeblöcken 94 anschlägt. Die Einfüllöffnung 16 kann mit einem Stopfen verschlossen werden, sowie sie vom Mischkopf 106 freigegeben worden ist. Bei dem weiteren Einfahren der Kolbenstange Ϊ20 werden dann die Führungsstangen 96 zusammen mit den Hebeln 88 um die Schwenkwelle 90 nach oben bis zum Anschlag 92 gedreht, und bei noch vzeiterer VerMirzung des Arbeitszylinders 122 werden dann die Traghebel 78 ebenfalls angehoben, wodurch der an der Klinke 58 liegende mittlere Hebelabschnitt 82 freikommt. Die Klinke 58 kann auch schon zuvor durch eine nicht gezeigte, rahmenfeste Nockeneinrichtung aus dem Schwenkweg des Hebelabschnittes 82 herausbewegt werden. Haben der Mischkopf 106 und die Traghebel 78 sowie die anderen Teile der Einfüllstation wieder die in Fig. 1 gezeigte Winkelstellung erreicht, so wird durch einen in der Zeichnung nicht wiedergegebenen Hilfsantrieb der Schlitten 68 längs der Führungsstangen 66

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entgegen der Förderrichtung der Formwagen in seine Ausgangsstellung zurückbewegt und steht nun zum Füllen der Form des nächsten Formwagens zur Verfügung.

Für sehr große Formen kann es notwendig sein, den Formhohlraum von mehreren, voneinander entfernten Einfüllöffnungen her zu füllen. Zum Anfahren auf einer transversalen Linie liegender Einfüllöffnungen kann dann anstelle des Anschlages eine Nockenwelle verwendet werden, die in unterschiedlichen Winkelstellungen in transversalem Abstand angeordnete Anschlagnocken trägt. Zum Anfahren mehrerer in Förderrichtung unter Abstand angeordneter Einfüllöffnungen der Form kann ein Hilfsarbeitszylinder zum Verschieben des Tisches 102 auf den Führungsstangen 100 vorgesehen werden, wobei dann das Anhalten des Tisches bei den Einfüllöffnungen wieder durch einen Anschlag oder unter Verwendung einer Nockenwelle erfolgen kann.

Aus der obigen Beschreibung einer Einfüllstation ist gut ersichtlich, daß für das Koppeln von Mischkopf und Formwagen zur streng synchronen Bewegung_t für das Verfahren des Mischkopfes in transversaler Richtung und für ein etwaiges zusätzliches Verkippen des Mischkopfes, das beim Arbeiten mit verkippter Form notwendig wird, nur ein einziger Arbeitszylinder erforderlich ist. Dies ist nicht nur im Hinblick auf die Anlagekosten und einen robusten, wartungsarmen Aufbau der Einfüllstation von Vorteil, sondern auch im Hinblick darauf, die in der Einfüllstation zusätzlich zum kontinuierlich laufenden Formwagen zu bewegenden Massen klein zu halten. Damit wird erreicht, daß einerseits der Antriebsmotor des Förderers der Fertigungsstraße bei der Mitnahme des Mischkopfes nicht stark zusätzlich belastet wird, daß also auch keine Spannungsspitzen in der Förderkette auftreten, und daß der Hilfsantrieb zum Zurückbewegen des MischkOpfes in die Ausgangsstellung klein ausgelegt werden kann. Sehr vorteilhaft ist ferner, daß aufgrund der kleinen Massen sämtliche Bewegungen des Mischkopfes nur sehr kurze Zeit erfordern.

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Claims

Henkel, Kern, Feiler & Hänzel Patentanwälte Admiral Maschinenfabrik GmbH . : rfÄAa^·37u on Lindau D-8000 München 80 — Tel.: 089/982085-87 Telex: 0529802 hnkld Telegramme: ellipsoid 31. August 1978 Station zum Füllen von geschlossenen Formen mit schäumbarem Kunststoffmaterial Patentansprüche

1.)Station zum Füllen geschlossener Formen mit schäumbarem Kunststoffmaterial, mit einem Mischkopf, mit einem ersten Antrieb zum Verfahren des Mischkopfes zur Einfüllöffnung der jeweils zu füllenden Form und mit einem zweiten Antrieb -zum Bewegen des Mischkopfes in und aus der Einfüllöffnung, dadurch gekennzeichnet, daß der Mischkopf (106) und der erste Antrieb (122) sowie der zweite Antrieb (112) von einem Schlitten (68) getragen sind, der längs eines Abschnittes des Förderweges der kontinuierlich bewegten Formen (10, 12) parallel zum Förderweg geführt ist und über eine schaltbare Mitnehmerverbindung (58) mit der zu füllenden Form (10, 12) koppelbar ist.

2. Station nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Schlitten (68) ein Mischkopfträger angelenkt ist, welcher einen in und aus der Bahn eines mit der Form (10,12)

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ORIGINAL INSPECTED

verbundenen Mitnehmers (58) bewegbaren Arm (82) , einen an der Form (10, 12) abstützbaren zweiten Arm (84) sowie Führungen (96) für einen Mischkopfschlitten (98) trägt, und daß der erste Antrieb durch einen am Mischkopfschlitten (98) und am Schlitten (68) angelenkten Arbeitszylinder (122) gebildet ist.

3. Station nach Anspruch 2, bei der die Formen um eine parallel zur Förderrichtung verlaufende Achse verschwenkbar von Laufkatzen getragen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungen (96) für den Mischkopfschlitten (98) über Hebel (88) am Mischkopfträger befestigt sind, welche um eine parallel zur Förderrichtung verlaufende Achse drehbar sind.

4. Station nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Formen (10, 12) einen Anschlag (126) zum Anhalten des Mischkopfes (106) bei der Einfüllöffnung (16) aufweisen.

5.Station nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitszylinder (122) am oberen Ende eines vertikalen Trägers (124) des Schlittens (68) angelenkt ist, derart, daß sein mit dem Mischkopfschlitten (98) verbundenes Ende in allen Betriebsstellungen unterhalb seines mit dem vertikalen Träger (124) verbundenen Endes liegt»

6. Station nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Mischkopfträger ü-förmige Traghebel (78) aufweist, welche die Laufkatzen für die Formen übergreifen.

7. Station nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch einen Hilfsantrieb zum Bewegen des Schlittens (68) entgegen der Förderrichtung der Formen (10, 12).

8. Station nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Form in waagerechter oder geneigter Stellung füllbar ist.

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