DE4338301A1 - Vorrichtung zur Herstellung von profilierten Kunststoff-Hohlteilen - Google Patents
Vorrichtung zur Herstellung von profilierten Kunststoff-HohlteilenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen von geschlossenen,
profilierten Kunststoff-Hohlteilen aus zwei miteinander an den umlaufenden
Rändern verschweißten Kunststoff-Platten oder -Folien, mit einem ein Fen
ster aufweisenden Maschinentisch, einem auf den Maschinentisch um das
Fenster herum aufsetzbaren und anhebbaren, teilbaren Distanzrahmen, einem
auf den Distanzrahmen aufsetzbaren, anhebbaren oberen Spannrahmen, je
weils einer Ober- und Unterform, die von oben und unten in den durch den
oberen Spannrahmen, den Distanzrahmen und das Fenster eingefaßten Be
reich einführbar sind, und mit jeweils einer Heizeinrichtung, die zeitweilig
seitlich bei zurückgezogener Ober- und Unterform über den oberen Spann
rahmen und unter das Fenster des Maschinentisches zur Aufheizung der
Kunststoff-Platten oder -Folien bewegbar ist.
Eine Vorrichtung dieser Art ist aus der DE-OS 41 17 197 sowie der DE-PS 42 23 785
bekannt. Sie dient zur Durchführung des sogenannten "Twinsheet-
Verfahrens", bei dem zwei Kunststoff-Folien oder -Blätter zwischen eine obe
re und untere Form gebracht werden. Im weiteren Verlauf werden die Folien
erwärmt, durch Absaugen von Luft in die Ober- und Unterform hineingezogen
und entsprechend profiliert und anschließend an den Rändern zusammenge
drückt und dadurch miteinander verschweißt.
Damit die Folien nicht sofort bei der Erwärmung flächig zusammenhaften,
müssen sie auf Distanz gehalten und zugleich am Umfang eingespannt wer
den. Zu diesem Zweck werden sie einerseits zwischen einem Maschinentisch
und einem Distanzrahmen und andererseits zwischen diesem Distanzrahmen
und einem oberen Spannrahmen an ihren umlaufenden Rändern eingespannt
und während des gesamten Formvorganges gehalten. Nach dem Einspannen
der Folien werden diese durch seitlich eingeschobene Heizungen von oben
durch den Spannrahmen und von unten durch das Fenster des Maschinenti
sches erwärmt. Anschließend werden die Heizeinrichtungen seitlich heraus
gezogen, die Oberform und die Unterform werden zusammengeführt, und die
erwärmten Folien werden in die Ober- und Unterform hineingesaugt und im
übrigen an den Rändern verbunden. Dadurch entsteht ein an den Rändern
geschlossener Hohlkörper. Dieser Hohlkörper liegt im Inneren des Distanz
rahmens und weist einen äußeren Randbereich auf, der entsprechend der ur
sprünglichen Einspannung der Ausgangsfolien den Distanzrahmen von oben
und unten übergreift. Der Hohlkörper mit dem später abzutrennenden Rand
bereich ist also formschlüssig innerhalb des Distanzrahmens gefangen.
Bei der bekannten Lösung gemäß der DE-OS 41 17 197 weist der Distanzrah
men ein "abnehmbares" Frontteil auf, über dessen offenbar lösbare Verbin
dung mit dem Rest des Distanzrahmens in der Druckschrift keine Einzelhei
ten enthalten sind. Das Abnehmen des Formteils muß von Hand geschehen
und ist aufwendig. Die DE-PS 42 23 785 zeigt einen rechteckigen Distanzrah
men mit Längsrahmenteilen und Querrahmenteilen, die an den Ecken des
Rahmens über Schrägführungen verbunden sind. Die Längsrahmenteile kön
nen durch Arbeitszylinder auseinandergedrückt werden. Dabei werden ange
sichts der Schrägführungen zugleich die Querrahmenteile auseinanderge
drückt, der Rahmenquerschnitt wird also insgesamt vergrößert, so daß der
Hohlkörper mit dem überstehenden Randbereich herausgenommen werden
kann. Damit soll die Möglichkeit erreicht werden, daß ein vollautomatischer
Verfahrensablauf sichergestellt ist, daß also eine relativ komplizierte manuel
le Zerlegung des Distanzrahmens entbehrlich ist.
Die dauerhafte Funktionsfähigkeit dieser Lösung erscheint allerdings als
zweifelhaft. Die an allen vier Ecken vorgesehenen Schrägführungen des Dis
tanzrahmens verursachen in starkem Maße Reibung und Verschleiß, und die
Formgenauigkeit des geschlossenen Rahmens dürfte angesichts des unver
meidlich auftretenden Spiels begrenzt sein.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der gattungsge
mäßen Art derart auszubilden, daß sie relativ einfach aufgebaut ist und in zu
verlässiger Weise vollautomatisch arbeitet.
Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der obigen Art dadurch gelöst, daß
der Distanzrahmen im wesentlichen diagonal geteilt ist und an den Trenn
stellen Antriebe zur selbsttätigen Spreizung und Zusammenführung der bei
den Rahmenteile aufweist.
Die diagonale Teilung ermöglicht eine automatische Öffnung und Schließung
ohne nennenswerte Reibungsverluste und Stabilitätsprobleme. Im Gegensatz
zu der Vorrichtung gemäß der DE-PS 42 23 785 besteht der Distanzrahmen
nach der vorliegenden Erfindung nur aus zwei Teilen, die sich nach der
Trennung mit hoher Genauigkeit automatisch wieder zusammenfügen lassen.
Vorzugsweise weisen die beiden Distanzrahmen-Teile an den Trennstellen
zueinander parallele, nach außen gerichtete Ansätze auf, die durch die An
triebe verbunden sind.
Erfindungsgemäß kann der Distanzrahmen in eine erste Öffnungsstellung
und eine zweite, weiter gespreizte Öffnungsstellung bewegt und in diesen an
gehalten werden. Während die zweite, weiter gespreizte Öffnungsstellung für
die Entnahme des fertiggestellten Kunststoffteils vorgesehen ist, dient der
Distanzrahmen in der ersten, weniger geöffneten Stellung als Führung, durch
die die untere Folie, die von einer Beschickungs- und Entnahmevorrichtung
zugeführt wird, beim Herabfallen auf den Maschinentisch in die vorgesehene
Position geführt werden kann. Wenn die untere Folie in ihrer Position liegt,
wird der Distanzrahmen vollständig zusammengezogen und zum Einspannen
der unteren Folie leicht abgesenkt. In dieser Stellung wird die obere Folie auf
den Distanzrahmen gelegt und anschließend durch den oberen Spannrahmen
festgespannt. Anschließend werden die Heizeinrichtungen auf der Unterseite
unter das Fenster im Maschinentisch und auf der Oberseite in eine Position
oberhalb des oberen Spannrahmens von der Seite her eingeschoben, so daß
die beiden Folien erwärmt und erweicht werden können. Die Heizeinrichtun
gen werden sodann seitlich herausgezogen, und die Oberform und die Unter
form werden nach unten bzw. oben zusammengeführt.
Die beiden Antriebe können pneumatische Antriebe sein, und die beiden Öff
nungsstellungen können durch Anschläge vorgegeben werden.
Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand
der beigefügten Zeichnung näher erläutert.
Fig. 1 ist eine schematische Draufsicht auf einen erfindungs
gemäßen Distanzrahmen;
Fig. 2 bis 4 zeigen den Distanzrahmen in einem schematischen
senkrechten Schnitt durch die geteilten Ecken in ver
schiedenen Öffnungs- und Schließstellungen des Di
stanzrahmens;
Fig. 5 ist ein schematischer senkrechter Schnitt durch die
wesentlichen Teile der erfindungsgemäßen Vorrich
tung in der geöffneten Stellung der Ober- und Unter
form;
Fig. 6 bis 17 entsprechen Fig. 5 und zeigen in der Reihenfolge die
verschiedenen Teile der Vorrichtung beim Durchlauf
durch einen Arbeitszyklus.
In Fig. 1 ist in einer schematischen Draufsicht ein im wesentlichen quadrati
scher Distanzrahmen 10 gezeigt, der diagonal, also durch zwei gegenüberlie
gende Ecken hindurch geteilt ist und dementsprechend aus zwei Rahmentei
len 12, 14 besteht. An den gegenüberliegenden Trennstellen weisen die bei
den Rahmenteile parallele, diagonal nach außen gerichtete Ansätze 16, 18, 20,
22 auf. Auf der Außenseite jeweils eines der zusammengehörenden Ansätze
18, 20 ist ein Pneumatikzylinder 24, 26 befestigt, dessen Kolbenstangen 28, 30
durch die Ansätze hindurch mit den gegenüberliegenden Ansätzen 16, 22
verbunden sind, so daß die beiden Rahmenteile 12, 14 mit Hilfe der Pneuma
tikzylinder 24, 26 in die in Fig. 1 gezeigte geöffnete Stellung gespreizt oder
auch in die hier nicht gezeigte geschlossene Stellung zusammengezogen wer
den können.
Fig. 2 bis 4 können als senkrechter Schnitt durch das links unten in Fig. 1
dargestellte Ansatz-Paar 20 mit dem Pneumatikzylinder 26 betrachtet wer
den. An der Unterseite der Ansätze 20, 22 befinden sich Anschläge 32, 34, die
in der vollständig gespreizten Stellung der Rahmenteile 12 gegen gestellfeste
senkrechte Plattenteile 36, 38 stoßen. Auf diese Weise wird die vollständig
geöffnete Stellung der Rahmenteile 12, 14 festgelegt.
Daneben weisen die Rahmenteile eine etwas engere, etwa drei Viertel der
vollständig geöffneten Stellung betragende Öffnungsstellung auf, die in Fig. 3
gezeigt ist. In dieser Stellung treffen die Anschläge 32, 34 an der Unterseite
der Ansätze 20, 22 gegen einen Anschlagblock 40, der mit Hilfe eines Pneu
matikzylinders 42 in die Bewegungsbahn der nach unten gerichteten An
schläge 32, 34 angehoben werden kann. Die obere Endposition des Anschlag
blocks 40 wird ebenfalls durch einen Anschlag 44 bestimmt. Bei einer Ver
wendung von Pneumatikzylindern als Antrieben ist es möglich, die Endstel
lungen der beweglichen Teile durch Anschläge zu bestimmen, da das zugehö
rige Luftdrucksystem eine entsprechende Druckbegrenzung aufweist. Im Falle
der Verwendung von elektrischen oder hydraulischen Antrieben können an
dere Lösungen vorgesehen sein, etwa Endschalter oder auch eine geeignete
Programmsteuerung.
In Fig. 1 sind in Verlängerung der Ansätze 16, 18, 20, 22 weitere, nicht be
zeichnete Anschläge dargestellt, die anstelle der Anschläge 32, 34 für den
vorliegenden Zweck verwendet werden können.
In Fig. 4 sind die Ansätze 20, 22 vollständig zusammengezogen. Der Anschlag
block 40 ist abgesenkt und damit aus der Bahn der Anschläge 32, 34 zurück
gezogen.
In Fig. 5 bis 17 sind einander entsprechende Darstellungen der wesentlichen
Teile der Vorrichtung beim Durchlaufen eines Arbeitszyklus in einem senk
rechten Schnitt gezeigt. Der zuvor geschilderte Distanzrahmen trägt wiede
rum die Bezugsziffer 10. Er liegt auf der Oberseite eines Maschinentisches 50
und umgibt ein Fenster 52 in dem Tisch. Oberhalb des Distanzrahmens 10
befindet sich in angehobener Position ein oberer Spannrahmen 54, der mit
zwei klappbaren, L-förmigen Haken 56, 58 dargestellt ist, auf die später ein
gegangen werden soll. Im übrigen ist oberhalb des Spannrahmens 54 eine
Oberform 60 und unterhalb des Maschinentisches 50 eine Unterform 62 ge
zeigt. Die beiden Formen 60, 62 können mit Hilfe lediglich angedeuteter Zy
linder nach unten bzw. oben zusammengeführt werden. Die Formflächen be
sitzen einen umlaufenden äußeren Rand 64 bzw. 66, der einen Formhohl
raum ergibt, der entsprechend dem herzustellenden hohlen Kunststoffteil
profiliert ist.
Schließlich ist in einer seitlichen Bereitschaftsstellung eine Beschickungs- und
Entnahmevorrichtung 68 dargestellt, die aus einem umlaufenden Rah
men 70 besteht, in den von gegenüberliegenden Seiten her nicht bezeichne
te Stifte oder Platten mit Hilfe von Pneumatikzylindern 72, 74 vorgeschoben
werden können. Die Stifte oder Platten bilden im vorgeschobenen Zustand
zwei übereinanderliegende Auflagen für Kunststoff-Folien oder -Platten 76, 78.
Werden die Stifte oder Platten durch die Pneumatikzylinder 72, 74 zurückge
zogen, so fallen diese Kunststoff-Platten 76, 78 herab, wie anschließend näher
erläutert werden soll.
Fig. 6 entspricht Fig. 5, jedoch ist hier die Beschickungs- und Entnahmevor
richtung 68 von der Seite her in eine Position oberhalb des Distanzrahmens
10 und unterhalb des Spannrahmens 54 eingefahren. Der Distanzrahmen 10
befindet sich jetzt in der teilweise geöffneten Stellung gemäß Fig. 3. Der in
dieser Stellung durch den Distanzrahmen 10 gebildete Umriß ist geringfügig
größer als derjenige der Kunststoff-Platten 76, 78.
In der nächsten Darstellung gemäß Fig. 7 sind die unteren Stifte der Be
schickungs- und Entnahmevorrichtung 68 mit Hilfe der Pneumatikzylinder
74 zurückgezogen worden. Die untere Kunststoff-Platte 78 ist herabgefallen
auf den Maschinentisch 50 in eine Position, in der sie das Fenster 52 ab
deckt. Beim Herabfallen der Kunststoff-Platte 78 dient der Distanzrahmen 10
als Führung, so daß die Kunststoff-Platte 78 in die vorgegebene Position auf
den Maschinentisch 50 gelangt.
Gemäß Fig. 8 wird der Distanzrahmen 10 anschließend leicht angehoben und
(Fig. 9) vollständig in die in Fig. 4 dargestellte Stellung zusammengezogen
und auf die untere Kunststoff-Platte 78 abgesenkt, so daß er diese im Zusam
menwirken mit dem Maschinentisch 50 einspannt.
Gemäß Fig. 10 werden sodann auch die oberen Stifte mit Hilfe der Pneuma
tikzylinder 72 der Beschickungs- und Entnahmevorrichtung 68 zurückgezo
gen, so daß auch die obere Kunststoff-Platte 76 herabfällt, bis sie auf dem Di
stanzrahmen 10 liegenbleibt.
Nachdem die Beschickungs- und Entnahmevorrichtung 68 seitlich herausge
zogen und der obere Spannrahmen 54 auf die obere Kunststoff-Platte 76 ab
gesenkt worden ist und diese im Zusammenwirken mit dem Distanzrahmen
10 einspannt, werden von der Seite her oberhalb des oberen Spannrahmens
54 und unterhalb des Maschinentisches 54 Heizeinrichtungen 80, 82 einge
fahren, die die beiden Kunststoff-Platten 76, 78 erwärmen und damit pla
stisch verformbar machen. Eine wesentliche Funktion des Distanzrahmens 10
besteht in diesem Stadium darin, daß er ein Zusammentreffen und Verkleben
der Kunststoff-Platten 76, 78 verhindert. Wenn die Kunststoff-Platten 76, 78
ausreichend erwärmt sind, werden die Heizeinrichtungen 80, 82 seitlich her
ausgefahren, die Oberform 60 wird abgesenkt, und die Unterform 62 wird
angehoben, bis die beiden Formen gemäß Fig. 12 zusammentreffen. Dabei
treffen die umlaufenden Ränder 64, 66 der Ober- und Unterform 60, 62
(Fig. 5) aufeinander, so daß die beiden erweichten Platten 76, 78 in einem
umlaufenden Randbereich zusammengedrückt und miteinander verbunden
bzw. verschweißt werden. Sie bilden auf diese Weise einen geschlossenen
Hohlkörper innerhalb des durch die beiden Formen 60, 62 geschaffenen
Formhohlraums.
Fig. 12 läßt im übrigen erkennen, daß die Beschickungs- und Entnahmevor
richtung 68 in der Zwischenzeit neue Platten 76, 78 aufgenommen hat.
Nach Abschluß des Formvorganges und ausreichender Abkühlung des Form
lings werden die Oberform 60 und der obere Spannrahmen 54 wieder ange
hoben (Fig. 13), der Spannrahmen 50 jedoch nur in eine geringere Höhe als
bei Ausgang des Verfahrens bis hin zu der Position der Fig. 10. Der Distanz
rahmen 10 wird vollständig in die in Fig. 2 gezeigte Stellung auseinanderge
fahren. Das mit 84 bezeichnete Kunststoff-Hohlteil liegt nunmehr frei auf der
Unterform 62. Es weist einen im senkrechten Schnitt gegabelten, umlaufen
den Randbereich 86 auf, der nach außen über die umlaufende Naht 88 des
Kunststoff-Hohlteils 84 hinausragt und im weiteren Verlauf des Verfahrens
abgetrennt wird. Die Öffnung des Distanzrahmens 10 ist erforderlich, damit
der Randbereich 86, der in der Stellung der Fig. 12 noch durch den Distanz
rahmen 10 gefangen ist, freigegeben wird.
Da die Unterform 62 gemäß Fig. 13 in ihrer Arbeitsstellung bleibt, während
der Distanzrahmen 10 auseinandergezogen wird, hält sie das Kunststoff-Hohl
teil zuverlässig fest, so daß dieses nicht durch Anhaften an einem der Rah
menschenkel seitlich verschoben werden kann. Das ist für den weiteren Ver
fahrensablauf wesentlich.
Wie nunmehr anhand von Fig. 13 und 14 erkennbar wird, setzt sich die Un
terform 62 zusammen aus einer Trägerplatte 90 und der eigentlichen, ge
genüber der Trägerplatte 90 mit Hilfe von Pneumatikzylindern 92, 94 anheb
baren, nicht bezeichneten Form, die gemäß Fig. 14 in bezug auf die Träger
platte 90 angehoben wird, bis der Randbereich 86 des Kunststoff-Hohlteils
84 gegen die Unterseite des oberen Spannrahmens 54 trifft. In dieser Situa
tion werden die bereits erwähnten, auf den Außenseiten des Spannrahmens
54 vorgesehenen, klappbaren Haken 56, 58 heruntergeklappt, so daß sie ge
mäß Fig. 15 in den gabelförmigen Randbereich 86 hineingreifen und das
Kunststoff-Hohlteil zusammen mit dessen Randbereich von der Unterform
abheben. Der obere Spannrahmen 54 wird jetzt gemäß Fig. 16 vollständig an
gehoben und die Beschickungs- und Entnahmevorrichtung 68 wird zwischen
den Distanzrahmen 54 und das angehobene Kunststoff-Hohlteil 84 gefahren.
Die beiden Kunststoff-Platten 76, 78 werden in der bereits geschilderten Wei
se auf den Maschinentisch 50 bzw. den Distanzrahmen 54 herabgelassen
(Fig. 17), und die Haken 54, 58 des oberen Spannrahmens 54 werden geöff
net, so daß das Kunststoff-Hohlteil 84 auf die nicht bezeichneten oberen Stif
te der Beschickungs- und Entnahmevorrichtung 68, die zwischenzeitlich
wieder nach innen ausgefahren worden sind, herabfällt. Das Kunststoff-Hohl
teil wird daher durch die Beschickungs- und Entnahmevorrichtung 68 seit
lich ausgetragen.
Fig. 16 und 17 zeigen einen besonderen Vorteil der vorliegenden Erfindung.
Durch einmaliges Einfahren der Beschickungs- und Entnahmevorrichtung 68
können einerseits beide Platten 76, 78 in ihre Position gebracht werden, und
zum anderen kann die Beschickungs- und Entnahmevorrichtung auf dem
Rückweg das fertige Formteil mitnehmen. Soweit die bekannte Lösung ge
mäß DE-C 42 23 785 eine automatische Beschickung und Entnahme ermög
licht, erfordert sie zumindest ein zweimaliges Ein- und Ausfahren der Be
schickungs- und Entnahmevorrichtung. Die erfindungsgemäße Lösung er
möglicht also eine spürbare Taktzeitverkürzung.
Anschließend wird der geschilderte Zyklus entsprechend der benötigten
Stückzahl wiederholt.
Claims (7)
1. Vorrichtung zur Herstellung von geschlossenen, profilierten Kunststoff-
Hohlteilen (84) aus zwei miteinander an den umlaufenden Rändern ver
schweißten Kunststoff-Platten oder -Folien (76, 78), mit einem ein Fenster
(52) aufweisenden Maschinentisch (50), einem auf den Maschinentisch um
das Fenster herum aufsetzbaren und anhebbaren, teilbaren Distanzrahmen
(10), einem auf den Distanzrahmen (10) aufsetzbaren, anhebbaren oberen
Spannrahmen (54), jeweils einer Ober- und Unterform (60, 62), die von oben
und unten in den durch den oberen Spannrahmen (54), den Distanzrahmen
(10) und das Fenster (52) eingefaßten Bereich einführbar sind, und mit je
weils einer Heizeinrichtung (80, 82), die zeitweilig seitlich bei zurückgezoge
ner Ober- und Unterform (60, 62) über den oberen Spannrahmen (54) und
unter das Fenster (52) des Maschinentisches zur Aufheizung der Kunststoff-
Platten (76, 78) bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Distanzrah
men (10) im wesentlichen diagonal geteilt ist und an den Trennstellen An
triebe (24, 26) zur selbsttätigen Spreizung und Zusammenführung der beiden
Rahmenteile (12, 14) aufweist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rah
menteile (12, 14) des Distanzrahmens an den Trennstellen zueinander paral
lele, nach außen gerichtete Ansätze (16, 18, 20, 22) aufweisen, die durch die
Antriebe (24, 26) verbunden sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
Rahmenteile (12, 14) des Distanzrahmens in eine erste und eine zweite Stel
lung spreizbar sind.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich
net, daß die Antriebe Pneumatikzylinder (24, 26) umfassen.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die
Spreizstellungen der Rahmenteile (12, 14) durch Anschläge (32, 34, 36, 38, 40)
vorgegeben sind.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeich
net durch eine Beschickungs- und Entnahmevorrichtung (68), die von der
Seite her zwischen dem Distanzrahmen (10) und dem oberen Spannrahmen
(54) in dessen angehobener Stellung über den Distanzrahmen beweglich ist
und einen umlaufenden Rahmen (70) umfaßt dessen Innenfläche im wesent
lichen dem Umriß der Kunststoff-Platten (76, 78) entspricht, und der in zwei
übereinanderliegende Ebenen zurückziehbare Auflageeinrichtungen (72, 74)
für die Kunststoff-Platten (76, 78) bzw. das fertiggestellte Kunststoff-Hohlteil
(74) aufweist.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge
kennzeichnet, daß der obere Spannrahmen (54) bewegbare Halteglieder
(56, 58) zum Erfassen und Anheben des Kunststoff-Hohlteils (84) aufweist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4338301A DE4338301C2 (de) | 1993-11-10 | 1993-11-10 | Vorrichtung zur Herstellung von profilierten Kunststoff-Hohlteilen |
Applications Claiming Priority (1)
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DE4338301A DE4338301C2 (de) | 1993-11-10 | 1993-11-10 | Vorrichtung zur Herstellung von profilierten Kunststoff-Hohlteilen |
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DE4338301A1 true DE4338301A1 (de) | 1995-05-11 |
DE4338301C2 DE4338301C2 (de) | 1995-11-09 |
Family
ID=6502204
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DE4338301A Expired - Fee Related DE4338301C2 (de) | 1993-11-10 | 1993-11-10 | Vorrichtung zur Herstellung von profilierten Kunststoff-Hohlteilen |
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