DE3523110A1 - Verfahren zum automatisierten herstellen eines formkoerpers aus kunststoff und vorrichtung zur durchfuehrung dieses verfahrens - Google Patents
Verfahren zum automatisierten herstellen eines formkoerpers aus kunststoff und vorrichtung zur durchfuehrung dieses verfahrensInfo
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Description
— R —
BESCHREIBUNG
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum automatisierten Herstellen eines Formkörpers aus thermoplastischem
Kunststoff und auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens, insbesondere zum wirtschaftlichen
Formen eines Kopfes oder eines anderen Körperteiles von Puppen.
Bisher wurden bei Vorrichtungen zum Formen von thermoplastischen Kunststoffprodukten, wie beispielsweise
Kunststoffpuppen, das Einfüllen von Kunststoff, öffnen
und Schließen der Formdeckel, Aufheizen, Kühlen und das Herausnehmen des Formkörpers aus der Form weitgehend
manuell durchgeführt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum automatisierten Formen eines
Formkörpers, insbesondere einer Kunststoffpuppe, vorzuschlagen,
bei dem manuelle Betätigungen nicht mehr erforderlich sind, wodurch die Arbeitsergebnisse gesteigert werden.
Hierdurch soll insbesondere die wirtschaftliche Massenherstellung thermoplastischer Kunststoff-Formkörper in
kontinuierlicher Formtechnik bei hoher Qualität und geringen
Kosten ermöglicht werden.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren und der Vorrichtung
zur Durchführung des Verfahrens zum automatisierten Formen eines synthetischen Formkörpers, insbesondere einer Puppe,
werden alle Schritte vom Einfüllen einer konstanten Menge des thermoplastischen Kunststoffes in geschmolzenem Zustand
(in a sol state) in die Form bis zum Formen des Kunststoffes
durch Wärme automatisch durchgeführt, nämlich durch Einfüllen des Rohmaterials in die geöffnete Deckelöffnung,
das Schließen des Deckels, Einführen der Form in die Heizvorrichtung, Drehen der Form in einem Rotationssystem,
um auf der Innenwand der Form eine dünne Schicht geschmolzenen Kunststoffes zu bilden; dann das Einführen
der Form in eine Kühlkammer, um die dünne Schicht bei fortwährendem Drehen zu kühlen und erstarren zu lassen;
das Hinführen der Form an eine Formkörper-Entnahmeeinheit, wo der Deckel der Form geöffnet und der Formkörper entnommen
wird.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus
den Ansprüchen hervor.
Die Erfindung wird nachfolgend im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
- ίο -
Fig. 1 eine perspektivische . Ansicht der Vorrichtung zum Formen nach der Erfindung;
Fig. 2 eine Draufsicht auf die Vorrichtung;
Fig. 3 eine Seitenansicht eines Teils der Vorrichtung;
Fig. 4 eine Draufsicht auf die Formen-Haltevorrichtung;
Fig. 5 einen Schnitt entlang der Linie I-I der Fig.4;
Fig. 6 eine teilweise geschnittene Ansicht der
Formen-Haltevorrichtung;
Fig. 7 eine in Längsrichtung geschnittene Ansicht
einer Heizvorrichtung;
Fig. 8 eine Draufsicht auf einen Brenner; Fig. 9 die Vorderansicht des Brenners;
Fig. 10 eine Seitenansicht einer Kühlkammer; Fig. 11 eine teilweise geschnittene Ansicht eines
Robotermechanismus;
Fig. 12 eine Draufsicht auf den Robotermechanismus; Fig. 13 einen Schnitt entlang der Linie II-II der
Fig. 12;
Fig. 14 einen Schnitt entlang der Linie III-III der
Fig. 12;
Fig. 15 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV der
Fig. 12;
Fig. 16 eine Draufsicht auf die Deckelöffnungsund Schließeinheit;
Fig. 17 eine den Betrieb der Einheit darstellende
Ansicht;
Fig. 18 eine vergrößerte Detailansicht eines Teils
der Einheit, in der auch der Betriebsablauf dargestellt wird;
Fig. 19 einen Schnitt entlang der Linie V-V der
Fig. 18;
Fig. 2 0 eine Draufsicht auf eine Formengruppe; Fig. 21 eine Draufsicht auf eine Formen-Fxeigabe-
einheit;
Fig. 22 eine Vorderansicht der Formen-Freigabeeinheit; Fig. 23 einen Schnitt entlang der Linie Vi-VI der
Fig. 21;
Fig. 24 einen Schnitt entlang der Linie VII-VII der
Fig. 21;
Fig. 25 eine teilweise geschnittene Vorderansicht
eines Teils der Formen-Freigabeeinheit;
Fig. 26 eine Freigabedetektor- und Ausblaseinheit; Fig. 27 einen Schnitt entlang der Linie VIII-VIII der
Fig. 26;
Fig. 2 8 eine Draufsicht auf eine Rohmaterial-Füll-
einheit;
Fig. 29 eine Vorderansicht der Fülleinheit; Fig. 30 eine Teilansicht im Schnitt entlang der
Linie IX-IX der Fig. 28;
Fig. 31 eine Vorderansicht einer Rohmaterial-Zuführeinheit;
Fig. 32 eine seitliche Teilansicht der Rohmaterial-Zuführeinheit;
Fig. 33 eine Draufsicht auf die Rohmaterial-Zuführeinheit; und
Fig. 34 einen Schnitt entlang der Linie X-X der
Fig. 33.
Das in den Zeichnungen dargestellte Ausführungsbeispiel enthält zwei Formen-Haltevorrichtungen A, eine Heizvorrichtung
B, zwei Kühlkammern C und einen Robotermechanismus D zum Einfüllen von Rohmaterial in die Formen und zum
Herausnehmen der Formkörper. Die Arbeiten werden von einem Steuerpult E aus automatisch gesteuert.
Die Heizvorrichtung B ist dort angeordnet, wo die Dreh-Ortskurven der beiden Formen sich zwischen den beiden
Formen-Haltevorrichtungen A schneiden. Die Kühlkammern C sind im Schwenkbereich jeder der beiden Formen-Haltevorrichtungen
A angeordnet. Der Robotermechanismus D ist so angeordnet, daß er die beiden Ortskurven der Formen-Haltevorrichtungen
A kreuzt, wenn diese von der Heizvorrichtung B zu den Kühlkammern C bewegt werden. Der Robotermechanismus
enthält eine Einheit 600 zum öffnen und Schließen des Deckels der Form, eine Formen-Freigabeeinheit 700, eine
Einheit 800 zum Feststellen der Formenfreigabe und ausgerüstet mit einem Gebläse zum Reinigen der Form, sowie eine
Halteeinheit 500 zum Tragen und Haltern der Einheiten 700, 800 und 900.
In den Figuren 1 und 2 wird gezeigt, daß die Formen-Haltevorrichtung
A so aufgebaut ist, daß eine Form 200 an einem Drehkreuz 117 einer Drehscheibe am Ende eines
Armes 102 gehaltert werden kann. Der Arm 102 ist an
einem Drehtisch 101 (Fig. 3 bis 6) befestigt.
Der Drehtisch 101 ist mittels Rollen 105 auf Schienen
104 gelagert. Die Schienen 104 liegen auf einem Sockel
103, auf dem ein Haltezapfen 106 vorgesehen ist. Der
Drehtisch 101 ist mit einem Getriebemotor 107 einschließlich
Bremse gekoppelt, der auf dem Drehtisch 101 angeordnet ist. Der Drehtisch 101 ist auf dem Sockel 102
mittels eines Zapfens 106 gelagert und ein Ritzel 108 ist an der Unterseite des Drehtisches mit einem Zahnsegment
109 im Eingriff, dessen Mittelpunkt mit dem Zapfen 106
zusammenfällt. Der Arm 102 wird von einem auf dem Drehtisch
101 angeordneten Traggestell 110 getragen und ist
über einen Doppelwellenarm aus einer äußeren Welle 102..
und einer inneren Welle 102„ mit Getriebemotoren (einschließlich
Bremsen) 111 und 112 gekuppelt. Am Ende des Armes 102 ist im rechten Winkel zum Arm eine Spindel
für das Drehkreuz angeordnet. Die Spindel 113 ist über einen Zylinder 114 mit der inneren Welle 102„ und über
Zahnräder 115, 116 mit der äußeren Welle 102.. gekuppelt.
Hierdurch kann die Spindel 113 sowohl um ihre eigene Achse als auch um die Achse des Armes 102 rotieren.
Die Drehkreuze 117 auf den Drehscheiben sind an den Enden der Spindeln 113 angeordnet und eine Mehrzahl
von Formen 2 00 sind auf entgegengesetzten der Spindeln 113 auf dem Drehkreuz 117 befestigt.
Der Drehtisch 101 ist mit Endschaltern 118 versehen, die
auf dem Sockel 103 angeordnet sind (Fig. 4). Diese Endschalter 118 dienen zum Anhalten des Drehtisches 101
an der Position, an der Rohmaterial eingefüllt und die Form freigegeben wird, sowie an der Heizposition und
an der Kühlposition der Form 2 00. Das Anhalten und Verriegeln in den entsprechenden Positionen erfolgt durch
die in den Getriebemotoren 107 angeordneten Bremsen.
In der Antriebseinheit für den Arm 102 ist eine Steuereinheit
vorgesehen, um den Arm 102 anzuhalten und zu verriegeln, wenn die Formengruppe 2 00 sich horizontal
in einer bestimmten Position in der Füll- und Formen-Freigabeposition befindet; diese Steuereinheit regelt
die Drehgeschwindigkeit der Spindel 112 und die Bewegungsgeschwindigkeit des Drehtisches 101.
Auf einem Rahmen 2 01 sind zehn Formen 200 in einer Reihe fest angeordnet, und vier Rahmen 2 01 sind parallel zueinander
auf einer Montageplatte 201 angeordnet, die wiederum an dem Drehkreuz 117 befestigt ist. Von der Montageplatte
2 02 stehen Spannsäulen 2 03 ab, die an ihren oberen Enden Verbindungseinheiten 204 tragen (Fig. 17 und 18).
Auf der Form 2 00 ist ein Deckel 210 vorgesehen. Aus
Fig. 20 ist zu erkennen, daß zehn Deckel 210 in senkrechter Richtung über die entsprechenden Befestigungspunkte von vier Trägern 211 zusammen auf- und abbewegt
werden können, wobei jeder Deckel mit einer Feder 220
versehen ist, die derart vorgespannt ist, daß der Zwischenraum zwischen der oberen Oberfläche des Deckels und dem
Träger 211 vergrößert wird. Weitere Träger 212 sind
rechtwinklig zu den Trägern 211 oberhalb von diesen angeordnet. Ein Paar von Spannhaken 216 ist über Stifte
221 mittels Montageplatten 215 schwenkbar aufgehängt, und zwar an einer Position, an der sie an die Anordnungen
der Träger 212 angreifen. Eine Feder 219 ist derart vorgespannt, daß sie den Zwischenraum zwischen den
Spannhaken 216 verkleinert. Aus den Fig. 18 und 19 geht hervor, daß im Bereich der oberen Flächen der
Spannhaken 216 auf den Trägern 212 Säulen 214 angeordnet sind. Diese Säulen 214 können in senkrechter Richtung
auf- und abbewegt werden, und sind an ihrem oberen Ende mit einer Kontaktfläche 217 versehen, die an der Deckelöffnungs-
und Schließeinheit 600 angreift, und mit einer weiteren Kontaktfläche 218, die an den Spannhaken 216
angreift. Das Gewicht der Säule 214 ist geringer als die Spannkraft der Feder 219, und die Säule 214 ist
auf den geschlossenen Haken 216 angeordnet und wird von diesen getragen. Wird die Säule 214 entgegen der Kraft
der Feder 219 nach unten gedrückt, so werden die Haken
geöffnet. Außerdem sind Magnetanker 213 vorgesehen, die
mit einem Elektromagneten 602 zusammenarbeiten, der auf den oberen Flächen der beiden Enden des Trägers
212 angeordnet ist (Fig. 16 bis 18).
Die Heizvorrichtung B ist mit einem Gebläsebrenner versehen und hat eine solche Größe, daß das Drehkreuz
117 mit den Formen 200 innerhalb der Heizvorrichtung sich um die Achsen des Armes 102 und der Spindel 113
drehen kann. Außerdem ist die Heizvorrichtung B mit Schlitzen 301 versehen, durch die die Arme 102 von
beiden Seiten eintauchen können. Zum Durchführen der Formen ist eine auf- und· abbewegbare Tür 302 vorgesehen,
die über eine Kette von einem Zylinderkolben angetrieben wird. In der Haltevorrichtung sind ein Brenner
303 und ein Umwälzgebläse 304 vorgesehen, um die Formen anzublasen, sowie ein Entlüftungsgebläse 305
an der Oberseite der Heizvorrichtung (Fig. 7).
Der Brenner 303 ist ein abwärts gerichteter Propangasbrenner. Die Temperatur wird mittels Temperaturfühler
automatisch geregelt, wobei die Temperatur aufgezeichnet und digital angezeigt wird. Die Temperatur kann automatisch
geregelt und die Heizzeit kann durch einen Zeitgeber gesteuert werden (Fig. 8 und 9).
Die Schlitze 3 01 werden im Betrieb der Heizvorrichtung durch Abdeckungen geschlossen, und das öffnen und
Schließen der Tür 302, das Drehen des Armes 102, der
Betrieb der Gebläse 304 und 305 und die Zündung des
Brenners 303 werden in geeigneter Weise zusammenhängend gesteuert.
Die Kühlkammer C hat eine Größe, daß das die Formen 2 00 tragende Drehkreuz 117 sich darin drehen kann und
ist mit einem Schlitz zum Herausführen des Armes 102
und einem Ausgang für die Formen 200 versehen. Der Ausgang für die Formen 2 00 weist einen Verschluß 402 auf,
der als durch einen Motor 4 05 betätigbarer Vorhang ausgebildet ist, weiterhin ist der Schlitz 4 01 durch einen
hängenden Vorhang (nicht gezeigt) abgedeckt.
Die Kühlkammer C ist weiterhin mit einer Düse zum Einspritzen von Wasser und einem Abfluß versehen, sowie
einem Gebläse 4 03 an der Seite zum Kühlen der Luft und zum Verteilen der Wassertropfen, wodurch eine graduelle
Fühlung sowohl durch das Wasser als auch durch Luftkühlung erfolgt. An der Oberseite ist ein Entlüftungsgebläse 4 04 vorgesehen, um die heiße Luft und den durch
die Kühlung entwickelten Dampf abzuführen (Fig. 10).
Der Betrieb der Düse und des Lüfters 403 werden durch
einen Zeitgeber gesteuert, und das Öffnen und Schließen des Verschlusses 4 02, das Drehen des Armes 102 und der
Betrieb der Düse und der Gebläse werden automatisch zueinander gesteuert.
Der Robotermechanismus D weist eine Deckelöffnungs- und
Schließeinheit 600, eine Formen-Freigabeeinheit 700, eine
Freigabedetektor- und Ausblaseinheit 800, eine Rohmaterial-Fülleinheit
900 und eine Halteeinheit 500 zum Tragen der Einheiten 600, 700, 800 und 900 auf (Fig. 11).
Die Halteeinheit 500 weist einen drehbaren Arm 502 auf, der an dem Ende einer Säule 503 mit einer Indexvorrichtung
501 versehen ist. Die Halteeinheit 500 stellt den Formen die Einheiten 600, 700, 800 und 900 zur Verfügung (Fig.
12 bis 14) .
Insbesondere ist an der Unterseite des Armes 502 eine Welle 504 befestigt, und ein Zahnrad 505 ist konzentrisch
zur Welle 504 angeordnet und mit der Welle 504 und dem hohlen Teil der Säule 503 gekuppelt. In das Zahnrad
greift ein Ritzel 5 06 ein, das von einem Getriebemotor 507 (einschließlich Bremse) angetrieben wird (Fig. 15).
Auf der Unterseite des Zahnrades 505 sind Verriegelungslöcher 508 vorgesehen, und an der Oberseite der Säule
sind Verriegelungsstifte 509 vorgesehen, die in die Verriegelungslöcher eingreifen. Die Verriegelungsstifte
509 sind mit dem Ende eines Kolbens eines Zylinders 510 verbunden, der an der Säule 503 befestigt ist und hydraulisch
betrieben wird.
Die Indexvorrichtung 501 ist über eine zylindrische Säule 511 am Ende des Armes 502 befestigt. Im Inneren der Säule
511 ist eine Welle 512 drehbar gelagert, an deren unterem,
aus der Säule 511 herausstehenden Ende ein Zahnrad 513 ange-
ordnet ist. Die Welle 512 trägt außerdem vier Tragarme
514, die radial an der Welle befestigt sind.
In das Zahnrad 513 greift ein Ritzel 516 ein, das von einem Getriebemotor 515 (einschließlich Bremse), der
an der zylindrischen Säule 511 befestigt ist, angetrieben wird (Fig. 13).
Der gleiche Verriegelungsmechanismus (zwischen der Säule 503 und dem Arm 5 02) ist zwischen der Säule 511 und der
Welle 512 vorgesehen. Hierzu sind auf der Oberseite des
Zahnrades 513 Verriegelungslöcher 518 im Abstand von
90° angeordnet, und der darin eingreifende Verriegelungsstift 519 ist mit dem Ende des Kolbens eines Zylinders
520 verbunden, der an der Säule 511 befestigt ist (Fig. 14).
An den Enden der vier Tragarme 514 sind vier Zylinder
517.., 517», 5173 und 517. befestigt, und die unteren
Enden der Zylinder 517 tragen Befestigungsflansche 521, die wiederum die Einheiten 600, 700, 800 und 900 tragen,
um diese in senkrechter Richtung auf- und abbewegen zu können.
Diese Aufhängung der Einheiten 600, 700, 800 und 900 an den Befestigungsflanschen 521 ist zweckmäßig, um die
einzelnen Formschritte durchzuführen; die Zylinder 517
und 52 0 sind an ein entsprechend ausgebildetes hydraulisches System mit einem Kompressor und Ventilen angeschlossen und
werden auf geeignete Weise betätigt.
Die Haltepositionen des Armes 514 und der Indexvorrichtung 5 01 werden durch Endschalter festgestellt, und
die Drehgeschwindigkeit kann geregelt sein. Insgesamt können die Operationen des Robotermechanismus D automatisch
durch entsprechende Signale gesteuert werden.
Die Deckelöffnungs- und Schließeinheit 600 enthält einen
Rahmen 601/ an dem ein Elektromagnet 602 und Zylinder
befestigt sind. Der Rahmen 601 ist an dem Befestigungsflansch 521 aufgehängt.
Der Elektromagnet 6 02 ist an einer Position angeordnet, in der er mit dem Magnetanker 213 des Trägers 212 zusammenarbeiten
kann. Der Zylinder 603 weist eine Kolbenstange 6 04 auf, die mit der Kontaktfläche 217 am Ende der Säule
214 zusammenarbeitet.
Der Zylinder 603 ist an eine Hydraulikwelle F angeschlossen
und der Elektromagnet 602 an eine Betriebsspannungsquelle (Fig. 16 bis 19).
Die Formen-Freigabeeinheit 700 weist an jeder der vier Montageplatten 701 zehn Spannzylinder 702 auf, die an
diesen Platten angehängt sind. Die vier Montageplatten 701 sind an Endplatten 706 befestigt. Am unteren Teil
der Zylinder 702 sind jeweils zwei Spannarme 703 befestigt
und bilden insgesamt eine Reihe von Spannvorrichtungen für die Formen 2 00. Die mittleren zwei Reihen von
Montageplatten 701 sind an Aufhängeplatten 7 04 befestigt,
3.
und die Flansche 520 sind jeweils mit den Aufhängeplatten 704 verbunden (Fig. 21 bis 24).
Jeder der Zylinder 702 ist auf der Oberseite mit einem
Ritzel 711 versehen, welches zwischen zwei Montageplatten 701 angeordnet ist. Die Enden der Spahnarme
703 sind durch Stifte 712 an den Enden der Kolben 717 der Zylinder 702 befestigt. Die Spannarme 7 03 sind in
der Mitte über Stifte 713 an den Befestigungsteilen der Enden der Zylinder 702 schwenkbar gelagert, und die
Einspannenden der Spannarme 7 03 können durch die Aufwärts- und Abwärtsbewegungen des Kolbens 717 geöffnet und
geschlossen werden (Fig. 2 5) .
Neben den mittleren Montageplatten 791a sind zwei äußere Montageplatten 701b vorgesehen. Räumlich zwischen den
inneren und äußeren Montageplatten 7 01a und 701b sind in waagerechter Richtung zwei Zylinder an einer der
Endplatten 706 vorgesehen. Zahnstangen 708 sind mit einer Betätigungsplatte 7 09 gekuppelt, und die Zahnstangen 7 08
befinden sich im Eingriff mit den Ritzeln 711 der Zylinder
702 auf den entgegengesetzten Flächen der Montageplatten 701a und 7 01b. Außerdem sind Führungsplatten 710 an
verschiedenen Positionen der Montageplatten 701 vorgesehen (Fig. 21 und 22) .
Rechtwinkling zur Montageplatte 701 sind zwei weitere Montageplatten 714 zur Befestigung von Hubzylindern
befestigt. Ein solcher Hubzylinder 715 weist am Ende seines Kolbens einen Block 716 auf und ist rechtwinklig
zur Montageplatte 714 angeordnet. Der Block 716 ist an
einer Position angeordnet, in der er mit der Platte an der Form 200 in Berührung kommt.
Alle Zylinder 702, 707 und 715 sind an eine entsprechende Hydraulikquelle F angeschlossen (Fig. 25).
Die Freigabedetektor- und Ausblaseinheit 800 ist mit einem Ausblasteil versehen, das mit zehn Düsen 802 und
einem Formen-Freigabedetektor versehen ist. Dieser Freigabedetektor enthält einen Fühlstift 803 an vier Verteilerleitungen
801 in der Weise, daß die Düse 802 und der Fühlstift 803 jeweils einer Form 2 00 zugeordnet sind
(Fig. 26 und 27).
Die Verteilerleitung 801 wird an beiden Enden in einer solchen Weise blockiert, daß die Verteilerleitung 801
der inneren Reihe und die Verteilerleitung 801, der äußeren Reihe neben der Verteilerleitung 801 in der Mitte
in eine T-förmige Verteilerzuführleitung 804 eingefügt sind und als Kombination an eine Druckluftquelle angeschlossen
sind. Die Blasvorgänge werden bei jedem Satz der Zuführeinrichtung alternativ durchgeführt. Die Verteilerleitung
801 wird durch einen Verteilerträger 807 getragen,
der an einer an einem Hängeträger 805 aufgehängten
Sitzplatte 806 angeordnet ist/ wobei der Hängeträger 805 vertikal über einem Rahmen 808 an dem Flansch 521
aufgehängt ist.
Der Formen-Freigabe-Leckdetektor ist in der unteren Mitte zwischen den Verteilerleitungen 801 und 801,
angeordnet.
Der Fühlstift 803 weist eine L-förmige Form auf und ist an einer Stange 810 im unteren Bereich befestigt. Mit
einer Stange 810 ist ein Satz von fünf Fühlstiften verbunden und acht solcher Sätze werden mit einer solchen
Anordnung von Formen 200 benutzt.
Die Stange 810 ist mit acht Montageplatten 811 drehbar
verbunden, die an einer Montageplatte 812 für Endschalter
aufgehängt sind. Die Montageplatte 812 wird von einem Bolzen getragen, der den Rahmen 808 mit dem Hängeträger
805 verbindet.
An der Stange 810 ist ein nach oben gerichteter Anschlagstößel
813 befestigt, und in der Montageplatte 812 ist eine Aussparung 814 vorgesehen, durch die der Anschlagstößel
813 hindurchgeführt ist. Die Aussparung 814 hat eine Größe, daß der Anschlagstößel 813 eine Kippbewegung
ausführen kann, und ein Bolzen 815 begrenzt diesen Kippbereich in der Aussparung 814. Auf der Montageplatte
ist ein Endschalter 816 vorgesehen und weist einen Abstand von dem Anschlagstößel 813 auf. Durch das
Gewicht des Fühlstiftes 803 wird dieser Abstand des Anschlagstößels 813 von dem Endschalter 816 aufrechterhalten,
und dieser Abstand wird durch den Bolzen eingestellt.
Der Endschalter 816 ist mit einer Stoppvorrichtung und Alarmeinrichtung der nachfolgenden Stationen gekuppelt.
Die Einschaltvorgänge der Ausblaszeit und das Ausblasen in den verschiedenen Blasabschnitten sind in zwei Gruppen
eingeteilt, die durch eine Zeitgabevorrichtung gesteuert werden.
Die Rohmaterial-Fülleinheit 900 ist für eine Reihe von zehn Formen 200 mit zehn Integraleinheiten von Injektionsdüsen 901 ausgerüstet, wobei der Rahmen 201 mit den
zehn Formen 200 bewegbar ist, um über die Leitung mit der Rohmaterial-Zuführeinheit 950 zu kommunizieren
(Fig. 28 bis 30).
Die zehn Düsen 901 sind in einem Ventilkörperblock integral ausgerichtet, der auf einem Rahmen befestigt
ist, der gleichzeitig Getriebemotoren 902 trägt. Dieser Rahmen ist an seinen beiden längsseitigen Enden mit
Enddplatten 903 versehen, und von diesen Platten 903 stehen Ritzel 904 ab, die mit den Motoren 902 gekuppelt sind.
An dem Rahmen sind außerdem Gleitböcke 905 befestigt.
Montageplatten 906 für Führungsschienen sind durch eine Verbindungsstange 911 an einem Hängeträger 912
angeordnet, der an dem Flansch 521 befestigt ist. Die Montageplatten 906 sind mit Zahnstangen 907 versehen,
in die das Ritzel 904 eingreift. Führungsschienen 908 stehen im Kontakt mit dem Gleitblock 905 und sind auf
einander gegenüberstehenden Flächen angeordnet. Außerdem sind vier Endschalter 909 im Abstand von vier Reihen
von Formen 2 00 an den unteren Enden einer der Montageplatten 906 für die Führungsschienen vorgesehen. Außerdem
ist ein Nockenstößel 910 an einer Position vorgesehen,
aus der er mit dem Endschalter 909 am unteren Ende der Führungsschiene 908 zusammenarbeitet.
Die Düse 901 weist ein Injektionsventil auf, das durch einen Zylinder 92 0 angetrieben wird. Mit anderen Worten,
der Ventilkörper und die Ventilmembran der Ventileinheit 921 sind an dem unteren Ende des Zylinders befestigt
und ein Ventilstößel ist mit dem unteren Ende des Kolbens verbunden. Der Zylinder 92 0 ist an eine Hydraulikquelle
F angeschlossen und das Ventil 921 ist mit der Rohmaterial-Zuführeinheit 95 0 verbunden (Fig. 3 0).
Die Düse 901 weist eine Form auf, durch die es möglich ist, den Formen gleichzeitig oder nur teilweise durch
entsprechende Auswahl Rohmaterial (Granulat) zuzuführen.
Die Rohrmaterial-Zuführeinheit 950 ist mit Pumpen
952 versehen, die in entsprechend zugeordneten Tanks 951 angeordnet sind. Die Tankanordnung ist in zwei
solcher Tanks aufgeteilt, um Rohmaterial in fester Form (Granulat) zu speichern. Die Pumpen 952 sind mit
der Rohmaterial-Fülleinheit 900 verbunden (Fig. 31 bis 34).
Transportwagen 953, die die Tanks 951 aufweisen, sind mit Zylindern 954 ausgerüstet, die auf der Oberseite
durch eine Säule 955 getragen werden. An der Unterseite des Kolbens des Zylinders 954 ist eine Druckstange
vorgesehen, die in den Tank 951 hineinreicht. An der Unterseite der Druckstange 956 ist eine Druckplatte
957 vorgesehen. Am unteren Ende der Führungsstange
958 der Druckplatte 957 ist ein Pumpenkopf 959 vorhanden, und fünf Pumpenzylinder 96 0 sind in dem Pumpenkopf
959 vorgesehen. Am unteren Ende des Zylinders 960 ist ein Ventil 961 angeordnet, und die Druckplatte 957
wird von dem Pumpenkolben 962 des Zylinders 960 getragen.
Der Auslaß 966 der Pumpe ist mit fünf integralen Anschlüssen 964 des Transportwagens 953 verbunden und
diese Anschlüsse sind über entsprechende Leitungen mit den Düsen 901 der Einheit 900 verbunden.
Zwei Endschalter 965 sind in senkrechter Richtung im Abstand voneinander an der Säule 955 angeordnet und ein
Nockenstößel 967 steht mit der Oberseite der Druckstange 956 zwischen den Endschaltern 965 in Verbindung.
Die die Endschalter 965 tragende Säule 955 ist mit einer mit einer Skala versehenen Zahnstange
968 versehen, auf der der obere Endschalter 965 mittels eines Ritzels 969 auf- und abbewegt werden kann, um
den Hub des Zylinders 954 zu steuern. Das Ritzel kann festgestellt werden.
In den beiden Tanks 951 sind je nach Bedarf gleiche oder verschiedene Materialien gespeichert und können
durch den Druck einer Pumpe 952 durch ein Schaltventil wahlweise der Einheit 900 zugeführt werden.
In den Tanks 951 sind Heizungen vorgesehen und ein Temperaturfühler 970 und eine TemperaturrrRegeleinheit
971 regeln die Temperatur des geschmolzenen Rohmaterials.
In den Figuren 31 bis 34 bezeichnet das Bezugszeichen
972 einen Niveaumesser, das Bezugszeichen 973 ein
Ablaßventil und das Bezugszeichen 974 ein Transportrad. Der Zylinder 954 ist mit einer Hydraulikversorgung verbunden .
Eine Rutsche oder ein Förderband zur Aufnahme der geformten Produkte ist unterhalb der sich überschneidenden
Dreh-Ortskurven der Formen-Freigabeeinheit 7 00 für beide Drehpositionen des Armes 502 in der Nähe der Säule
des Robotermechanismus D vorgesehen. In bestimmter Höhe
ist eine Trägerstange oder eine laterale Stange vorgesehen, die den Formkörper berührt und die gehalten
und in einer Drehbewegung zu der Einheit 700 bewegt wird, um den Formkörper im Bereich der Rutsche oder
des Förderbandes zu ergreifen, wenn dieser nicht von selbst herunterfällt. Parallel mit der Formmaschine
ist eine Heizvorrichtung vorgesehen, um den Formkörper zu säubern und zu formen.
Nachfolgend soll der Formvorgang des Kunststoffrohmaterials
in Verbindung mit Fig. 2 beschrieben werden. Zur Vereinfachung der Beschreibung wird die eine Formen-Haltevorrichtung
mit A1 und die andere mit A- bezeichnet,
Bei der Formen-Haltevorrichtung A1 wird Rohmaterial
in die Form 200 eingefüllt, die Form 200 durch die Heizvorrichtung B geschickt und anschließend in der
Kühlkammer C gekühlt, während sich die andere Formen-Haltevorrichtung A~ in der Heizvorrichtung B befindet.
Der Drehtisch 101 der Vorrichtung A1 wird durch den
Motor 107 gedreht und die Formengruppe 200 wird in die Formen-Freigabe- und Rohmaterial-Ladeposition bewegt.
Der Drehtisch 101 wird in dieser Position verriegelt, der Arm 102 wird eingestellt und verriegelt in einer
Position, in der vier Reihen von Formengruppen 200 in horizontaler Richtung in der vorbestimmten Richtung ausgerichtet
sind.
Andererseits wird der Arm 502 des Robotermechanismus D durch den Motor 507 gedreht und in die Formen-Freigabe-
und Rohmaterial-Ladeposition der Vorrichtung A. bewegt
und dort verriegelt.
Zuerst wird die Welle 512 durch den Motor 515 gedreht,
dann die Deckelöffnungs- und Schließeinheit 6 00 entfernt
und in Bezug auf die Formengruppe 200 verriegelt. Dann wird die Einheit 600 durch den Zylinder 517. nach
unten bewegt, der Elektromagnet 6 02 betätigt, um über
den Magnetanker 213 den Formendeckel 210 zu betätigen. Danach wird der Zylinder 603 betätigt, um die Spannhaken
216 zu öffnen, wodurch die Berührung der Formengruppe 200 mit dem Formendeckel 210 freigegeben wird.
Schließlich wird die Einheit 6 00 durch den Zylinder 517..
in den jenigen Zustand gebracht, daß der Formendeckel 210 am Boden gehalten wird, um auf diese Weise voll
geöffnet zu werden.
Anschließend wird die Verriegelung der Welle 512 freigegeben, diese Welle 512 in Drehung versetzt, und die
Formen-Freigabeeinheit 700 wird auf die Form 2 00 gebracht und verriegelt. Dann wird die Einheit 7 00 nach unten
bewegt in eine Position, in der das geformte Produkt durch die Öffnung in der Form 200 mittels der Spannarme
703 durch den Zylinder 5172 gehalten wird. Zu diesem
Zeitpunkt werden die Spannarme 703 durch den Zylinder geöffnet, und die Spannarme 703 werden anschließend
durch den Zylinder 702 geschlossen, um den Formkörper
zu erfassen. Nachdem dies erfolgt ist, wird der Zylinder 703 durch den Zylinder 707 rotiert und der Zylinder 715
wird betätigt. Dann werden die Spannarme 703 während des Rotierens angehoben und der Formkörper wird während
dieses Verdrehvorganges aus der Form 200 herausgezogen. Gleichzeitig mit diesen Schritten wird die Einheit 700
durch den Zylinder 5172 angehoben, wodurch die Formenfreigabe
abgeschlossen wird.
Der Formkörper wird durch Betätigung des Zylinders 702 in eine Rutsche abgeworfen. Fällt der Formkörper beim
Öffnen der Spannarme 703 nicht heraus, so wird dieser durch die Tragestange herausgedrückt und gelangt in
den Produktsammelbehälter. Anschließend erfolgt als nächster Schritt der Warmbehandlungsschritt.
Anschließend wird die Verriegelung der Welle 502 freigegeben und diese gelangt in Rotation und die Freigabedetektor-
und Ausblaseinheit 800 wird an der freien Formengruppe 2 00 positioniert und verriegelt. Dann wird
der Fühlstift 803 durch den Zylinder 517., nach unten
I
bewegt in eine Position, in der/ er gegen den Formkörper drückt, wenn dieser sich immer noch in der Form 200 befindet. Sollte dies der Fall sein und berührt der Fühlstift 803 den Formkörper, so dreht sich die Stange 810 und bringt den Anschlagstößel 813 in Kontakt mit dem Endschalter 816, der den nächsten Vorgang stoppt. Der
bewegt in eine Position, in der/ er gegen den Formkörper drückt, wenn dieser sich immer noch in der Form 200 befindet. Sollte dies der Fall sein und berührt der Fühlstift 803 den Formkörper, so dreht sich die Stange 810 und bringt den Anschlagstößel 813 in Kontakt mit dem Endschalter 816, der den nächsten Vorgang stoppt. Der
Formkörper wird dann manuell oder durch andere Mittel
entfernt oder es wird Alarm gegeben.
Eine andere Lösung besteht darin, für eine durch einen Zeitgeber eingestellte Zeit Druckluft bei jedem Formvorgang
einzublasen und auf diese Weise die Form 2 00 zu säubern. Im Anschluß an diesen Reinigungsvorgang
wird die Einheit durch den Zylinder 511\ angehoben.
Anschließend wird die Verriegelung der Welle 512 gelöst
und diese in Drehung versetzt, und die Einheit 900 wird an der gesäuberten Formengruppe 2 00 positioniert und
verriegelt.
Anschließend wird die Einheit 900 durch den Zylinder 517. nach unten in eine Position gebracht, in der die
öffnung der Düse 901 der Öffnung der Form 2 00 gegenüberliegt.
Zu diesem Zeitpunkt steht die Düsenreihe 9 01 in der letzten Reihe der Formengruppe und geschmolzenes
Kunststoff-Rohmaterial wird in die Form 2 00 dieser Reihe
geladen. Beim Einfüllen des Rohmaterials wird der Zylinder 960 der Rohmaterial-Zuführeinheit 950 automatisch betätigt,
um eine bestimmte Menge von geschmolzenem Rohmaterial einzufüllen. Die Zuführmenge wird bestimmt durch den Hub
des Kolbens des Pumpenzylinders 960. Ist der Füllvorgang
abgeschlossen, wird die Düse 901 durch den Zylinder 517. kurzzeitig angehoben und durch den Motor 902 in die nächste
Formenreihe gefahren und dort wieder abgesenkt. Anschließend
erfolgt ein weiterer Füllvorgang, und diese beschriebenen Schritte wiederholen sich/ bis der Gesamtfüllvorgang
abgeschlossen ist/ die Einheit 900 angehoben und in die Wartestellung gebracht ist.
Schließlich wird die Verriegelung der Welle 512 freigegeben und die Welle verdreht, die Deckelöffnungs- und Schließeinheit
600, die den Formendeckel 210 hält, wird durch den Zylinder 51V1 in die untere Position gebracht. Der
Elektromagnet 6 02 wird dann abgeschaltet, wenn der Magnetanker 213 angezogen ist, wodurch die Spannhaken 216 durch
den Zylinder 603 in dieser Position geschlossen werden und die Verbindungseinheit 2 04 der Spannsäule 203 berühren,
wodurch der Schließvorgang des Deckels auf der Form 2 abgeschlossen wird.
Da in dem Mechanismus A1 zwei Drehkreuze 117 vorgesehen
sind, werden die Spindeln 113 der Drehkreuze in Drehung
versetzt, um für die anderen Formen 2 00 die gleichen Vorgänge zu wiederholen.
Sind die Formen 200 des Mechanismus A1 vollständig mit
Rohmaterial gefüllt, wird die Verriegelung des Drehtisches 101 freigegeben und dieser rotiert, und die Formen 200
werden angehalten und in der Position verriegelt, in der die Formen 2 00 in der Heizvorrichtung B erhitzt werden.
Die Heizvorrichtung B umschließt die Formen 200, wobei die Tür 302 geschlossen ist; die Beheizung erfolgt durch
die Brenner 303. Während dieser Zeit werden die Spindeln
um die Spindelachse und um die Achse des Armes 102
gedreht, und eine geschmolzene Hautschicht wird auf der Innenwand der Form 2 00 gebildet.
Nachdem der Heizvorgang beendet ist, wird die Tür 302 geöffnet und der Drehtisch wird aus seiner Verriegelung
freigegeben und gedreht, und die Form 2 00 wird anschließend in die Kühlkammer C bewegt und dort verriegelt.
Nachdem der Verschluß 4 02 der Kammer C abwärts bewegt worden ist, wird aus den Düsen Druckwasser ausgespritzt
und das Gebläse 4 03 wird zum Kühlen eingeschaltet.
Die Spindel 113 wird während des Kühlvorganges rotiert,
und die geschmolzene Hautschicht in der Form 2 00 kann auf diese Weise effektiv gekühlt und zum Erstarren gebracht
werden.
Für die·andere Formen-Haltevorrichtung A„ ist der Heizvorgang
in der Heizvorrichtung abgeschlossen, wenn die Haltevorrichtung A1 sich in der Kühlvorrichtung befindet
und von dort nach dem Abkühlen in die Freigabe- und Rohmaterial-Einfüllposition
bewegt wird. Der Robotermechanismus D wird ebenfalls in die Formen-Freigabe- und Rohmaterial-Füllposition
des Mechanismus A„ bewegt, und für die übrigen
Formen 200 des Mechanismus A„ werden ähnliche automatische
Vorgänge abgewickelt.
In den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen werden die Einheiten durch den Robotermechanismus D gedreht
und durch lineare Anhebbewegungen bewegt, wobei die senkrechte Achse als Mittelpunkt dient. Es ist jedoch
auch möglich, die Einheiten um eine horizontale Drehachse zu bewegen, indem die Einheiten entlang der Achse
des drehbaren Trägers angeordnet werden und durch horizontale, lineare Bewegungen positioniert werden.
Durch die vorliegende Erfindung werden die Nachteile und Schwierigkeiten konventioneller Vorrichtungen vermieden,
und es wird ein Verfahren zum automatischen Formen thermoplastischen Kunststoffes vorgeschlagen,
das ohne manuelle Betätigungen auskommt. Ebenso wird eine Formmaschine hierfür vorgeschlagen, durch die der
Wirkungsgrad durch die Automation der Rotationsformvorrichtung
wesentlich verbessert wird, so daß eine Massenproduktion bei außerordentlich niedrigen Kosten
möglich ist.
Claims (14)
1. Verfahren zum automatischen Herstellen eines Formkörpers
aus Kunststoff, insbesondere eines Puppenteils, bei dem eine Formzone eine automatische Steuereinheit,
eine Formen-Haltevorrichtung, einen Robotermechanismus zum Öffnen und Schließen eines Deckels der
Form, zum Freigeben des Formkörpers aus der Form, zum Feststellen einer Formfreigabe, zum Reinigen der Form
sowie zum Füllen der Form mit Rohmaterial, eine Heizvorrichtung und eine Kühlkammer aufweist,
JB/iml
Martinistraße 24
D-2800 Bremen!
D-2800 Bremen!
Telefon Telecopierer Telex Datex-P
0421-328037 0421-326834 244020fepatd 44421040311
gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
- Feststellen der Formfreigabe durch die Formen-Haltevorrichtung (A) ,
- Reinigen der Innenseite der Form (2 00),
- Füllen der Form (200) mit einer bestimmten Menge an Rohmaterial in geschmolzenem Zustand,
- Schließen des Deckels (210) der Form (200),
- Einsetzen der Form (2 00) in die Heizvorrichtung (B),
- Rotieren der Form (2 00) zum Herstellen einer geschmolzenen Kunststoff-Hautschicht an den Innenwänden
der Form (200),
- Einsetzen der Form (200) in die Kühlkammer (C),
- Abkühlen der geschmolzenen Kunststoff-Hautschicht
in der Kühlkammer (C) bei weiterem Rotieren der Form (200),
- Weitergabe der Form (2 00) von der Kühlkammer (C) an eine Formen-Freigabevorrichtung (700),
- öffnen des Deckels (210) der Form (200) und
- Entfernen des Formkörpers aus der Form (2 00).
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß Luft in die Form (200) eingeblasen wird, um das Innere der Form zu reinigen,
bevor sie mit geschmolzenem Rohmaterial gefüllt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß das Formstück aus der sich drehenden Form (2 00) entfernt wird, indem die erstarrte
Hautschicht an Halteansätzen ergriffen wird.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß das öffnen des Deckels (210) der Form (200), das Reinigen der Form, das
Füllen mit Rohmaterial und das Schließen des Deckels (210) der Form (200) durch den Robotermechanismus (D)
erfolgt.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von Formen κ
(2 00) vorgesehen ist und daß der Formvorgang in allen \
t Formen einschließlich des Öffnens und Schließens der *v
Deckel (210) automatisch und gleichzeitig erfolgt.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche
1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von Formen (200) auf einer Mehrzahl von Flächen vorgesehen ist,
daß die Flächen nacheinander in den Formvorgang gebracht und automatisch durch den Aufheizschritt und den Abkühlschritt
geführt werden.
7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Füllens der Form (200) mit Rohmaterial und der Schritt des Ent-
fernens des Formkörpers aus der Form durch den Robotermechanismus (D) ausgeführt werden..und
daß ein Paar von Formen-Haltevorrichtungen (A) vorgesehen ist, um die Formen (200) abwechselnd von dem
Robotermechanismus (D) zu der Heizvorrichtung (B) zu transportieren.
8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß der Heizschritt in einer Heizvorrichtung (B) durchgeführt wird und daß ein Paar
von Formen-Haltevorrichtungen (A) abwechselnd und automatisch zwischen der Heizvorrichtung (B) und der
Rohmaterial-Fülleinheit (900),zwischen der Heizvorrichtung (B) und der Kühlkammer (C) und der Formen-Freigabeposition
(7 00) bewegt wird.
9. Vorrichtung zum automatisierten Formen eins Formkörpers aus Kunststoff, insbesondere eines Puppenteils,
nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch
einen Robotermechanismus (D), der eine Deckelöffnungsund Schließeinheit (600) für die Formen (200),
eine Formen-Freigabeeinheit (700),
eine Freigabedetektor- und Ausblaseinheit (800) und
eine Rohmaterial-Fülleinheit (900) aufweist;
eine Heizvorrichtung (B) ;
eine Kühlkammer (C) ;
eine Kühlkammer (C) ;
eine Formen-Haltevorrichtung (A), die eine Transporteinheit
zum Transportieren der Form (200) vom Robotermechanismus (D) zur Heizvorrichtung (B), von der Heizvorrichtung
zur Kühlkammer (C) und von der Kühlkammer zum Robotermechanismus (D) enthält und so ausgelegt ist,
daß sie sich um ihre eigene und um die Achse der Formen-Haltevorrichtung
(A) dreht; und
eine automatische Steuereinheit (E).
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, ^ dadurch gekennzeichnet, daß der Robotermechanismus (D) ■ >
zum öffnen und Schließen des Deckels (210) der Form (200) *-
einen mit Betätigungseinheiten versehenen Trägermechanismus enthält, der die Betätigungseinheiten in die Formen-Freigabestellung
bringt und in der Folge automatisch den Deckel der Form öffnet, die Form reinigt, das Rohmaterial
in die Form füllt und den Deckel (210) der Form
auf ein Stoppsignal der Formen-Haltevorrichtung (A) hin schließt.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Drehplatte mit einer Mehrzahl von Formen (2 00) der Formen-Halteeinheiten
(500) versehen ist, daß die Drehplatte an den beiden Enden einer orthogonalen Achse an den Enden von Doppelwellen
(102) angeordnet ist und daß die Doppelwellen (102)
derart ausgebildet sind, daß sie sich um ihre eigene
Achse und um die Arme drehen.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizvorrichtung (B) eine
zu öffnende Tür (302) sowie einen Steuermechanismus zum öffnen und Schließen der Tür beim Einführen bzw.
Herausnehmen enthält.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlkammer (C) einen
Sprühmechanismus zum Zuführen von Kühlwasser, ein Gebläse (404) zum Sammeln und Absaugen von Dampf sowie einen
zu öffnenden Vorhang (402) vor der Öffnung enthält.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, daß der Robotermechanismus (D) zum öffnen und Schließen des Deckels der Form eine
Mehrzahl von Einfülldüsen (901) für geschmolzenes Rohmaterial, eine Mehrzahl von Düsen (802) zum Einblasen
von Luft in die Formen zu deren Reinigung, einen oder mehrere deckelöffnende und -schließende
Mechanismen zum öffnen und Schließen des Deckels oder der Deckel an Formöffnung oder -Öffnungen, eine Mehrzahl
von Greifvorrichtungen zum Ergreifen und Entfernen der Formkörper aus den Formen enthält, wobei
alle Vorrichtungen Mechanismen und Düsen an einem
Arm mit rotierender Welle angeordnet sind, und daß ein drehbar in eine vorbestimmte Winkelstellung bewegbarer
Übertragungsmechanismus zum Drehen des Armes in eine Mehrzahl von Stellungen vorgesehen ist.
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8128 | New person/name/address of the agent |
Representative=s name: EISENFUEHR, G., DIPL.-ING. SPEISER, D., DIPL.-ING. |
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8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |