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PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zur Herstellung von fertigen Hohlprodukten aus in warmem Zustand plastisch verformbarem Bandmaterial mit einer Bandzuführeinrichtung (9), mit einer Banderwärmeeinrichtung (11), einer zweiteiligen Form (14, 15, 15') zum Warmformen des Bandes (10) in einer Station (12), wobei wenigstens ein Formteil (15, 15') senkrecht zur Materialbahn bewegbar ist, und wenigstens der die fertigen Hohlprodukte (43) aufnehmende Formteil (15, 15') verdoppelt und quer zur Bandrichtung (26) nach beiden Seiten mit jeweils einer Formteilhälfte (15') in je eine Ausziehstation (47') verschiebbar ist, mit einer mit der Form zusammengefassten Ausscheideeinrichtung, mit einer Abzieheinrichtung (44-45-46) für die fertigen Hohlprodukte (43), mit einer Sammeleinrichtung (13) für das Restband und einer Auszieheinrichtung (47),
um die stabilisierten Hohlprodukte (43) in eine Stapelstation (21) zu transportieren und fallen zu lassen, dadurch gekennzeichnet, dass die Ruhezeit des Zyklus mit der Summe aus der für das Abtrennen der Hohlprodukte erforderlichen Zeit und der Bandvorschubzeit etwa übereinstimmt, und wobei die Stabilisierungszeit der fertigen Hohlprodukte die Zykluszeit übersteigt.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäss Patentanspruch 1, mit einer Bandzuführeinrichtung (9), mit einer Banderwärmeeinrichtung (11), einer zweiteiligen Form (14, 15, 15') zum Warmformen des Bandes (10) in einer Station (12), wobei wenigstens ein Formteil (15, 15') senkrecht zur Materialbahn bewegbar ist, und wenigstens der die fertigen Hohlprodukte (43) aufnehmende Formteil (15, 15') verdoppelt und quer zur Bandrichtung (26) nach beiden Seiten mit jeweils einer Formteilhälfte (15') in je eine Ausziehstation (47') verschiebbar ist, mit einer mit der Form zusammengefass- ten Ausscheideeinrichtung, mit einer Abzieheinrichtung (44-45-46) für die fertigen Hohlprodukte (43), mit einer Sammeleinrichtung (13) für das Restband und einer Auszieheinrichtung (47),
um die stabilisierten Hohlprodukte (43) in eine Stapelstation (21) zu transportieren und fallen zu lassen, dadurch gekennzeichnet, dass die die fertigen Hohlprodukte (43) aufnehmenden Formteilhäften (15, 15'; 23, 23'; 59, 59'; 60, 60'; 61, 61'; 62, 62') zusammen etwa doppelt so breit sind wie die geschlossene Form (14, 15) und etwa um ihre einfache Breite quer zur Bandrichtung (26) verschiebbar sind, und dass die Stabilisierung der fertigen Hohlprodukte (43) nach der Warmformung für die gesamte Ruhezeit des Zyklus und für einen Teil der Zeit des nächstfolgenden Zyklus fortsetzbar ist.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von hohlen Fertigprodukten gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Die bekannten Vorrichtungen zur Herstellung von hohlen Fertigprodukten aus einem aus plastischem Material bestehenden Band durch Warmformung arbeiten grundsätzlich nach zwei Verfahren, die im folgenden als erstes und zweites bezeichnet werden.
In beiden Verfahren ergibt sich die Zeitdauer des Zyklus als Summe der Arbeitszeit und der Ruhezeit. Die Arbeitszeit erstreckt sich vom Beginn der Warmformung bis zu dem Zeitpunkt, zu dem das Band an den positiven oder negativen Umrissen der Form anliegt. Die Ruhezeit erstreckt sich vom Ende der Arbeitszeit bis zum Beginn der Arbeitszeit des nächstfolgenden Zyklus.
Das erste Verfahren, das gewöhnlich bei den Horizontal Warmformungsmaschinen mit intermittierendem Bandvorschub zur Anwendung kommt, umfasst die folgenden Phasen:
1 - Zuführung des Bandes, normalerweise durch Abwik keln, 2¯Erwärmung des Bandes,
3 - Formung der Hohlgegenstände aus dem Band,
4 - Verfestigung des warmgeformten Bandes,
5 - Ausziehen des Bandes aus den Vertiefungen bzw. Erhö hungen der Form,
6 - Vorschub des Bandes um einen Schritt,
7 - Abtrennen der Hohlgegenstände vom Band,
8 - Ausstoss der fertigen Gegenstände,
9 - Aufstapeln der fertigen Gegenstände,
10 - Sammeln der Bearbeitungsrückstände, normalerweise durch Aufwickeln.
Die Phasen 3, 4, 5 und 6 erfolgen in der gleichen Station.
Beim zweiten Verfahren, das normalerweise bei den Vertikal-Warmformungsmaschinen mit intermittierendem Bandvorschub zur Anwendung kommt, erfolgt die Phase 5 nach der Phase 7 und betrifft das Ausziehen der Fertigprodukte, während die Phase 6 nach der Phase 8 erfolgt. Im zweiten Verfahren erfolgen daher die Phasen 3, 4, 7, 5, 8 und 6 an der gleichen Station.
Das erste Verfahren bringt zwei Nachteile mit sich: - begrenzte Genauigkeit beim Trennschnitt, - eine von der Höhe des warmgeformten Bandes, von der
Stabilisierung dieses Bandes und dem Ausziehen desselben aus den Vertiefungen bzw. Erhebungen der Form abhängige
Ruhezeit.
Die begrenzte Genauigkeit beim Trennschnitt hat zur Folge, dass Fertigprodukte hergestellt werden, deren Aussenprofile infolge von - wenn auch sehr geringen - von den Einrichtungen zur Zentrierung des Bandes in der Trennstation herrührenden Fehlern untereinander nicht gleich ausfallen. Die Arbeitszeit des Zyklus ergibt sich im ersten und zweiten Verfahren aus der Zeit für die Formung der Hohlgegenstände aus dem Band.
Die Ruhezeit des Zyklus ergibt sich nämlich im ersten Verfahren aus der Summe der folgenden Zeiten: a) für das Öffnen der beiden Teile der Form mindestens bis zu der Höhe, die das warmgeformte Band annimmt; b) für die Stabilisierung des warmgeformten Bandes; c) für den Stillstand der geöffneten Form zum Ausziehen des Bandes aus den Vertiefungen bzw. Erhebungen der Form; d) für den Stillstand der geöffneten Form zum Vorschub des Bandes um einen Schritt; e) für das Schliessen der beiden Teile der Form zum Beginn des nächstfolgenden Zyklus.
Mit dem zweiten Verfahren erhält man die Schnittgenauigkeit, allerdings auf Kosten der Ruhezeit des Zyklus, die hierdurch beträchtlich ansteigt. Die Ruhezeit des Zyklus muss nämlich vermehrt werden um die Schnittzeit, um den grösseren Zeitaufwand für das Öffnen der beiden Teile der Form bis zu einem Abstand, der grösser ist als die Höhe des warmgeformten Bandes, um die längere Stillstandszeit der geöffneten Form für die Entnahme der Fertigprodukte und um die längere Zeit, die für das Schliessen der beiden Teile der Form bis zum Beginn des nächstfolgenden Zyklus erforderlich ist.
Überdies werden bei dem zweiten Verfahren die Fertigprodukte gewöhnlich in ungeregelter Weise ausgeworfen, weshalb eine Einrichtung zum Ordnen der Fertigprodukte erforderlich wird.
Hauptziel der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens und einer Vorrichtung, bei der die Ruhezeit des Zyklus erheblich geringer ist als die Ruhezeiten der Zyklen bei den bekannten Vorrichtungen. Dabei soll die Genauigkeit beim Schnitt der warmgeformten Gegenstände noch gesteigert werden.
Ausserdem soll die Zeit für die Stabilisierung der warmgeformten und abgetrennten Gegenstände beträchtlich erhöht werden, ohne dass sich dies auf die Ruhezeit des Zyklus auswirkt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss gelöst durch ein
Verfahren der eingangs genannten Art, welches die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 aufgeführten Merkmale aufweist. Die Erfindung schafft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens; diese Vorrichtung ist im Patentanspruch 2 definiert.
Das erfindungsgemässe Verfahren und die entsprechende Vorrichtung erlauben es, die für die Produktion verlorenen Zeiträume zu verkürzen und/oder nutzbringend zu verwerten und dadurch den Wirkungsgrad der Arbeitsleitung wesentlich zu steigern.
Es ist überraschend, dass die Gesamtdauer eines Zyklus der Vorrichtung wesentlich kürzer gemacht werden kann als die nach dem Öffnen der Form erforderliche Stabilisierungszeit. Dies ist aber durch die Erfindung tatsächlich erreicht worden. Das in der Formstation geformte und ausgeschnittene Fertigprodukt kann sich nämlich über den ganzen Zeitraum vom Anlegen des Vakuums in der geschlossenen Form über das Öffnen der Form bis zum seitlichen Herausfahren des verschiebbaren Formteiles und zusätzlich noch während eines grossen Teiles des nachfolgenden Formvorganges, an dem die zweite Hälfte des verschiebbaren Formteiles teilnimmt, stabilisieren, während es ständig noch unter Vakuum gehalten wird.
Das Vakuum kann ja erst abgeschaltet werden, wenn die Stabilisierung so weit fortgeschritten ist, dass sich keine Verformung des Fertigproduktes mehr einstellen kann. Erst dann wird das Vakuum abgeschaltet und das stabilisierte Fertigprodukt aus dem Formteil genommen, während der Formvorgang in der anderen Hälfte des Formteiles zuendegeführt wird.
Anhand der Figuren wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in Form einer Horizontal-Warmformungsmaschine mit intermittierendem Bandvorschub näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Draufsicht auf die Maschine, und zwar auf einen waagerechten Schnitt, der wenig oberhalb der Gleitfläche des Bandes durch die Maschine geführt ist,
Fig. 2 einen schematischen Schnitt durch die beiden Teile einer erfindungsgemässen Form,
Fig. 3 einen schematischen Schnitt einer zweiten Ausführungsform der beiden Teile einer erfindungsgemässen Form,
Fig. 4 und 5 den Schnitt der beiden Teile der Formen von Fig. 2 und 3, die in umgekehrter Stellung anbringbar sind,
Fig. 6 den schematischen Schnitt längs der Linie 6-6 von Fig. 1,
Fig. 7 eine schematische Teil-Draufsicht ähnlich wie in Fig. 1,
Fig. 8 die schematische Teil-Seitenansicht längs der Linie 8-8 von Fig. 1,
Fig.
9 und 10 den schematischen Schnitt einer abweichenden Ausführungsform der Formen von Fig. 2 und 3.
Davon ausgehend, dass gleichen Bezugszahlen in den verschiedenen Figuren mit verschiedenem Massstab gleiche oder gleichwertige Teile entsprechen, ergibt sich nach Fig. 1, dass die Maschine eine Zuführungseinrichtung 9 zum Abwickeln eines Bandes 10, eine Heizeinrichtung 11 zum Erwärmen des Bandes, eine Warmform- und Schneidstation 12 und eine Einrichtung 13 zur Beseitigung der Arbeitsrückstände durch Aufwickeln enthält.
In der Station 12 arbeiten die beiden erfindungsgemäss ausgebildeten Teile der Form (siehe Fig. 2). Der Teil 14 arbeitet stets in Richtung der Achse der Station 12, während der Teil 15-15' gegenüber den normalerweise verwendeten Formen annähernd verdoppelt ist und mit dem Teil 14 abwechselnd mit seinen beiden Hälften 15-15' zusammenwirkt, wobei er sich von der Station 12 aus in Richtung der Pfeile 16-16' bewegt. In den Fig. 1 und 6 befindet sich die Hälfte 15' vollständig ausserhalb der Station 12, während die Hälfte 15 in der Achse der Station 12 liegt.
In Fig. list mit der gestrichelten Linie 17 die Stellung angegeben, welche die Hälfte 15 am Ende der von dem Pfeil 18 der Fig. 7 angedeuteten Bewegung einnehmen wird.
Ebenfalls in Fig. 1 sind mit 19-l9'-20-20'-21-21'-22-22' acht Stapelstationen von Fertigprodukten bezeichnet, auch wenn in den übrigen Figuren lediglich die Stationen 19-20-21-22 eingezeichnet sind. Es ist klar, dass die Anzahl der Stapelstationen und ihre Stellung in bezug auf die Maschine die Erfindung in ihrem Wesen nicht verändern.
Fig. 4 zeigt die Form gemäss Fig. 2, die in der umgekehrten Stellung an der Maschine angebracht ist, während Fig. 3 die beiden Hälften 23-23' zeigt, die abwechselnd mit 25 zusammenwirken, wobei sie sich abwechselnd in den Richtungen der Pfeile 2o24' bewegen.
Fig. 5 zeigt die Form gemäss Fig. 3, die in umgekehrter Lage an der Maschine angebracht ist.
Es ist klar, dass die Teile der Form 25 stets in Richtung der Achse von 12 arbeiten.
Dir Formen der Fig. 2 und 4 sind für die Negativ-Warmformung und die der Fig. 3 und 5 für die Positiv-Warmformung geeignet, und es ist klar, dass die Formen von Fig. 2 bis 5 in Vertikal-Warmformungsmaschinen verwendbar sind, wenn sie in der Formstation senkrecht angeordnet werden.
Das Band 10 rückt in Richtung des Pfeils 26 vor, und die Warmformung der Produkte und ihr Schnitt erfolgt in der Station 12 während des Aussetzens des Bandvorschubs.
In Fig. 6 ist die Warmformung der Gegenstände und ihr Schnitt in der Hälfte 15' bereits erfolgt. Die beiden aus 15'-14 bestehenden Teile der Form hatten sich bis zu einem Abstand geöffnet, der erforderlich ist, um den Vorschub des Bandes 10 um einen Schritt zu ermöglichen. Nach dem Ende der Öffnungsbewegung der Form hatte die Verschiebung von 15' in der Richtung des Pfeiles 16' durch die Einwirkung der Kolbenstange 27 des in dem Zylinder 28 enthaltenen Kolbens auf dem den Teil 15-15' der Form tragenden Schlitten 29 stattgefunden, um die Hälfte 15 in den Bereich der Achse von 14 zu bringen.
Die aus den Teilen 15-14 bestehende Form hatte sich dann wieder geschlossen, und zwar durch die Einwirkung der Kolbenstangen 30-31-32 der in den Zylindern 33-34-35 ge lagerten Kolben, wobei diese Kolbenstangen auf die Teller 36 und 37 wirken, welche die Führungen für den Schlitten 29 bzw. den Teil 14 der Form tragen und längs der Säulen 38 gleiten.
Damit war der Zyklus in Fig. 6 zu Ende gegangen, bei dem sich die Ruhezeit als die Summe der folgenden Zeiten ergab: a) - für das Schneiden, b) - für das Öffnen der Form bis zu einem Abstand zwischen den Teilen 14-15' der Form, der den Vorschub des
Bandes 10 im Bereich der Warmformungsstation ermög licht, wobei der Beginn der Vorschubbewegung unmit telbar nach dem Beginn der Öffnungsbewegung der
Form liegt; c) - für den Stillstand der geöffneten Form beim Vorschub des Bandes 10 um einen Schritt; d) - für das Schliessen der beiden Teile 14-15 der Form, da mit der nächstfolgende Zyklus beginnen kann, wobei die
Schliessbewegung bereits beginnt, während der Vor schub des Bandes 10 noch im Gange ist und das Ende der Schliessbewegung der Form mit dem Ende der Vor schubbewegung des Bandes theoretisch zusammenfällt.
Es ist zu berücksichtigen, dass die Zeiten b und d sich mit der Zeit c überschneiden, während die Zeit a sich mit der Stabilisierungszeit überschneidet, die wegen des Verbleibens der abgetrennten Produkte in den Hohlräumen bzw. Erhebungen des Teils 15' der Form die restliche Ruhezeit des Zyklus und einen guten Teil der Zeit des nächstfolgenden Zyklus über andauert.
Daraus geht hervor, dass die Ruhezeit des Zyklus etwa übereinstimmt mit der Summe der Zeiten für den Schnitt und den Vorschub des Bandes 10 um einen Schritt, da sie nicht mehr abhängig ist von der Höhe des warmgeformten Bandes, von der Stabilisierung dieses Bandes, vom Ausziehen des Ban des aus den Vertiefungen bzw. Erhöhungen der Form, wie dies bei dem ersten Verfahren der Fall war, woraus hervorgeht, dass in bezug auf das zweite Verfahren die Abhängigkeit der
Ruhezeit von der Öffnung der beiden Teile der Form, die grösser ist als die Höhe des warmgeformten Bandes, von der
Stillstandszeit der geöffneten Form zum Auswurf der Fertig produkte, von der Schliessbewegung der Form und von der
Stabilisierung des warmgeformten Kunststoffs beseitigt wurde.
Ebenfalls in Fig. 6 hat, wie sich aus der Zeichnung ergibt, der Tiefziehvorgang durch die Spanner 40 begonnen, die von der Kolbenstange 41 des in dem Zylinder 42 gelagerten Kol bens betätigt werden, während die Fertigprodukte 43 in der
Hälfte 15' kurz vor dem Herausziehen durch die Saugnäpfe 44 stehen, die mit der Kolbenstange 45 eines in dem Zylinder 46 gelagerten Kolbens verbunden sind, welche die Fertigprodukte
43 bis über die Hälfte 15' anheben wird, um sie dann an einer der vier in der Zeichnung nichtdargestellten Stationen 19-19'-2020' auszuwerfen. Nach Beendigung der Warmfor mung und nach dem Trennschnitt wird sich die aus den Teilen
14-15 bestehende Form so weit öffnen, wie erforderlich ist, um den Vorschub des Bandes 10 in der Station 12 zu ermöglichen, während nach Fig. 7 die Bewegung von 15 in der Richtung des Pfeils 18 erfolgt.
Kurz vor dem Ende des Hubs von
15 kommen die Achsen der Teile 15'-14 der Form fast zur Deckung, um den Schliessvorgang und den Beginn eines neuen
Warmformungs-Zyklus zu ermöglichen.
Die Auszieheinrichtung 47, in Fig. 6 links, wird das Ausziehen der Gegenstände aus ihren Sitzen in 15 bewirken, sobald ein erheblicher Teil des Warmformungs-Zyklus in der aus den Teilen 1P15' bestehenden Form vorüber ist.
Die Auszieheinrichtung 47, siehe Fig. 8, zieht die Gegenstände 43 bis über 15 aus und verbringt sie aus der in bezug auf die Station 12 mittigen Lage der Fig. 6 in der Richtung des Pfeils 48 bis zur Stapelstation 21, auf die sie sich absenkt und die Fertigprodukte herabfallen lässt. Die Bewegung der Auszieheinrichtung 47 in der Richtung des Pfeils 48 erfolgt durch eine Einrichtung mit einer Zahnstange 49, die fest mit dem Schlitten 50 verbunden ist, der auf der mit dem Rahmen 39 fest verbundenen Konsole 51 durch die Einwirkung des Zahnrads 52 (Fig. 6) bewegbar ist, das von dem Elektromotor 53 angetrieben wird, dessen Grundplatte 54 an der Konsole 51 befestigt ist.
Die Bewegung der Auszieheinrichtung 47 in der durch 48 angezeigten Richtung ist erfolgt, weil die Stapelstation 22 zuvor gefüllt worden war, und zwar durch die Bewegung der Auszieheinrichtung 47 und der Zahnstange 49, die in Fig. 8 gestrichelt angedeutet sind, in der Richtung des Pfeils 48' durch das Rad 52.
In Fig. 8 ist ein Teil der Fördereinrichtung 55 des gestrichelt eingezeichneten Bandes 10 entfernt worden, und zwar im Bereich der Station 12, um einen klaren Überblick über die äusserst geringe Öffnung der beiden Teile der Form während des Beginns der Vorschubphase des Bandes 10 zu gestatten.
Diese Öffnung muss noch zunehmen, mindestes durch eine Bewegung des Teils 15-15' der Form nach unten, damit dieser Formteil auf eine Höhe gebracht wird, die tiefer liegt als der tiefste Teil der Fördervorrichtung, damit auf diese Weise die zur Vorschubrichtung des Bandes senkrechten Bewegungen von 15-15' ermöglicht werden.
Die grösste Öffnung der Form liegt nämlich wenig über der Tiefe der Hohlräume 56 in den Formen der Fig. 2-5. In jedem Fall ist einleuchtend, dass die grösste Öffnung der Form bei weitem geringer ist als die Höhe des warmgeformten Bandes, wie sie nach dem in dem ersten Teil der Beschreibung beschriebenen ersten und zweiten Verfahren erforderlich ist.
Aus Fig. 7 ergibt sich die beinahe vollständige Überschneidung zwischen der Öffnungs- und Schliessbewegung der Form und dem schrittweisen Vorschub des Bandes 10.
Ausserdem ist den Fig. 6 und 8 im Zusammenhang mit der obigen Beschreibung zu entnehmen, dass die Zeiten für das
Ausziehen und Aufstapeln der Fertigprodukte 43 sich nicht auf die Ruhezeit des Zyklus auswirken.
Die Stapelstationen 19' und 21' von Fig. 1 können zur Aufnahme von Ausschussstücken verwendet werden, wie sie sich beispielsweise bei warmgeformten Bändern ergeben, die einen durchlaufenden Fehler aufweisen.
Zahlreich sind die Vorteile, die sich aus der Sichtkontrolle der Fertigprodukte vor ihrem Ausziehen ergeben. Diese Kontrolle, die sich auf Gegenstände bezieht, die aufgrund eines durchlaufenden Bandfehlers mangelhaft geformt sind, kann auch automatisch durch geeignete, an der Maschine angebrachte Einrichtungen erfolgen, welche die Auszieh- und Stapeleinrichtungen in anderer, leicht vorstellbarer Weise steuern, als dies für die einwandfreien Fertigprodukte der Fall ist.
Angenommen, dass ein Warmformungszyklus infolge eines durchgehenden Bandfehlers mangelhaft geformte Gegenstände erbracht hat, von denen einige mit der Auszieheinrichtung 47 allein nicht aus den Vertiefungen ausgezogen werden können, so erlaubt die Sichtkontrolle ein Anhalten der Maschine, um die in den Vertiefungen eingeklemmten Gegenstände von Hand herauszunehmen, und verhindert eine mögliche Beschädigung der Formen und der in ihnen enthaltenen Schneidvorrichtungen, die, weil bekannt, in der beigefügten Zeichnung nicht dargestellt sind. Sehr oft kommt es bei den Warmformungshüben am Anfang und am Ende einer Rolle zu den oben beschriebenen, von durchlaufenden Bandfehlern verursachten mangelhaften Formungen.
Ein weiterer Vorteil, der sich aus der Sichtkontrolle der Fertigprodukte vor ihrem Ausziehen aus den Vertiefungen ergibt, besteht darin, dass durch mangelhafte Erwärmung bestimmter Bereiche des Bandes mangelhaft geformte Gegenstände ausfindig gemacht werden können und damit auch jene Bereiche, in denen die Erwärmung gesteigert werden muss.
Ein weiterer Vorteil der Sichtkontrolle gestattet die Ausfindigmachung jener zur Warmformung und zum Schnitt erforderlichen Teile, die beispielsweise schadhaft geworden oder nicht mehr betriebssicher sind, so dass sofort die erforderlichen Reparaturen oder der erforderliche Austausch vorgenommen werden kann.
Die Stapelstationen 20' und 22' von Fig. 1 können Fertigprodukte aufnehmen, wenn die Bewegungen der erläuterten Auszieh- und Stapeleinrichtung in zweckmässiger Weise durch Einrichtungen verändert werden, die in den Zeichnungen nicht wiedergegeben, aber für den einschlägigen Fachmann naheliegend sind.
In Fig. 9 und 10 bestehen die beiden Formen, die gegen über den normalerweise verwendeten annähernd verdoppelt sind, jeweils aus zwei Hälften, die erste aus 59-59' und 60-60' und die zweite aus 61-61' und 62-62'. Es ist klar, dass bei diesen Formen ein Formungszyklus durchgeführt wird mit den Hälften 59-60, danach bewegt sich die Hälfte 60 in der Richtung des Pfeils 63', während die Hälfte 59 sich in Richtung des Pfeils 63 bewegt, damit die Hälften 59' und 60' den nächstfolgenden Zyklus ausführen können, danach kehrt die Hälfte 59' durch eine Bewegung in der Richtung des Pfeils 63' wieder in die in der Figur gezeigte Stellung zurück, während sich die Hälfte 60' in der Richtung des Pfeiles 63 bewegt, um die in der Figur gezeigte Lage wieder einzunehmen.
Die Form der Fig. 9 ist für die Negativ-Warmformung geeignet, die Form der Fig. 10 hingegen für die Positiv-Warmformung, und es leuchtet ein, dass die die letztgenannte Form bildenden Teile sich beim Ablauf der Zyklen in den Richtun gen der Pfeile 64-64' bewegen, ganz analog zu dem für die Teile der Form von Fig. 9 beschriebenen Ablauf.
Die grösste Öffnung der Formen von Fig. 2 bis Fig. 5 kann lediglich von der Dicke eines der Teile zum Festklemmen des Bandes an die Fördereinrichtung 55 abhängen, Teile, die aus den in Fig. 6 mit 65 bezeichneten Backenpaaren bestehen können. Diese Ausführungsform ist für den einschlägigen Fachmann naheliegend, weil es hinreichend ist, diese Backen im unteren Teil der Fördereinrichtung 55 vorzusehen, statt wie in Fig. 6 in der Mitte.
Die grösste Öffnung der Formen in Fig. 9 und 10 hängt in jedem Fall von der Höhe der Fördereinrichtung 55 ab, die so bemessen sein muss, dass sie von Nuten 57 und 58 umschlossen werden kann.
Auch wenn dies in den Zeichnungen nicht dargestellt ist, ist zu berücksichtigen, dass das erfindungsgemässe Verfahren auch auf die Warmformungsmaschinen anwendbar ist, bei denen der Bandvorschub kontinuierlich ist, wobei es zu diesem Zweck hinreichend ist, zum Zeitpunkt des Schliessens der Form den die Warmformungs- und Schnittstation bildenden Teilen, der entsprechenden Auszieh- und Stapeleinrichtung und den entsprechenden Stapelstationen eine der Bandgeschwindigkeit entsprechende Vorschubbewegung zu erteilen, und eine entgegengesetzt gerichtete Bewegung zum Zeitpunkt des Öffnens der Form, damit diese wieder die Ausgangsstellung des Zyklus einnimmt.
Durch eine derartige Ausführungsform wird die Ruhezeit des Zyklus offenbar weiter verringert, und zwar auch gegenüber dem beschriebenen und in der beigefügten Zeichnung erläuterten Beispiel, weil die Zeit für das Vorrücken des Bandes um einen Schritt praktisch halbiert wird.
Es ist offensichtlich, dass mögliche formale Abänderungen, die bei der praktischen Ausführung an dem erfindungsgemässen Gegenstand vorgenommen werden, als in den Bereich der Erfindung fallend zu betrachten sind, solange deren Wesen nicht geändert wird, wie beispielsweise die Ersetzung der Zahnstangeneinrichtung durch eine pneumatische oder hydraulische Anlage, und dergleichen.
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PATENT CLAIMS
1. Process for the production of finished hollow products from hot-working plastically deformable strip material with a strip feed device (9), with a strip heating device (11), a two-part mold (14, 15, 15 ') for thermoforming the strip (10) in one station (12), at least one shaped part (15, 15 ') being movable perpendicular to the material web, and at least the shaped part (15, 15') receiving the finished hollow products (43) being doubled and transversely to the band direction (26) on both sides one half of the molded part (15 ') can be moved into a pull-out station (47'), with a separating device combined with the mold, with a pulling device (44-45-46) for the finished hollow products (43), with a collecting device (13) for the remaining strip and a pull-out device (47),
in order to transport the stabilized hollow products (43) into a stacking station (21) and drop them, characterized in that the resting time of the cycle roughly corresponds to the sum of the time required for separating the hollow products and the tape feed time, and wherein the stabilization time of the finished hollow products exceeds the cycle time.
2. Device for carrying out the method according to claim 1, with a strip feed device (9), with a strip heating device (11), a two-part mold (14, 15, 15 ') for thermoforming the strip (10) in a station (12), wherein at least one molded part (15, 15 ') can be moved perpendicular to the material web, and at least the molded part (15, 15') receiving the finished hollow products (43) is doubled and transversely to the belt direction (26) on both sides, each with a molded part half (15 ') can be moved into a pull-out station (47'), with a separating device combined with the mold, with a pulling device (44-45-46) for the finished hollow products (43), with a collecting device (13) for the remaining strip and a pull-out device (47),
in order to transport the stabilized hollow products (43) into a stacking station (21) and drop them, characterized in that the molded parts (15, 15 '; 23, 23'; 59, 59 '; 60) which receive the finished hollow products (43) , 60 '; 61, 61'; 62, 62 ') together are about twice as wide as the closed shape (14, 15) and can be displaced about their simple width transversely to the band direction (26), and that the stabilization of the finished Hollow products (43) after thermoforming for the entire rest of the cycle and for part of the time of the next cycle can be continued.
The invention relates to a method for producing hollow finished products according to the preamble of patent claim 1.
The known devices for producing hollow finished products from a band consisting of plastic material by thermoforming basically work according to two methods, which are referred to below as the first and second.
In both methods, the duration of the cycle is the sum of the working time and the rest time. The working time extends from the start of thermoforming to the point in time at which the strip lies against the positive or negative outline of the mold. The rest period extends from the end of working hours to the beginning of working hours in the next cycle.
The first process, which is commonly used in horizontal thermoforming machines with intermittent strip feed, consists of the following phases:
1 - feeding the tape, usually by unwinding, 2¯ heating the tape,
3 - forming the hollow articles from the band,
4 - hardening of the thermoformed strip,
5 - pulling out the tape from the depressions or elevations of the shape,
6 - advance the belt by one step,
7 - separating the hollow objects from the belt,
8 - discharge of the finished objects,
9 - stacking the finished items,
10 - Collection of processing residues, usually by winding.
Phases 3, 4, 5 and 6 take place in the same station.
In the second method, which is normally used in vertical thermoforming machines with intermittent strip feed, phase 5 takes place after phase 7 and concerns the extraction of the finished products, while phase 6 takes place after phase 8. In the second procedure, phases 3, 4, 7, 5, 8 and 6 therefore take place at the same station.
The first method has two disadvantages: - limited accuracy in the severing cut, - one on the height of the thermoformed strip, from which
Stabilization of this band and pulling it out of the recesses or elevations of the shape dependent
Rest time.
The limited accuracy of the separating cut means that finished products are produced whose outer profiles do not turn out to be the same due to errors, albeit very minor, caused by the devices for centering the strip in the separating station. The working time of the cycle results in the first and second process from the time for the formation of the hollow objects from the band.
The resting time of the cycle results in the first process from the sum of the following times: a) for opening the two parts of the mold at least up to the height that the thermoformed strip adopts; b) for the stabilization of the thermoformed strip; c) for the standstill of the opened mold to pull the tape out of the depressions or elevations of the mold; d) for the standstill of the opened mold to advance the belt by one step; e) for closing the two parts of the mold at the beginning of the next cycle.
With the second method, the cutting accuracy is obtained, but at the expense of the idle time of the cycle, which increases considerably as a result. The rest time of the cycle must be increased by the cutting time, the greater time required to open the two parts of the mold up to a distance that is greater than the height of the thermoformed strip, and the longer idle time for the opened mold to remove the Finished products and the longer it takes to close the two parts of the mold until the next cycle begins.
Moreover, in the second method, the finished products are usually ejected in an uncontrolled manner, which means that a device for arranging the finished products is required.
The main aim of the invention is to provide a method and a device in which the rest time of the cycle is considerably less than the rest times of the cycles in the known devices. The aim is to further increase the accuracy when cutting the thermoformed objects.
In addition, the time for the stabilization of the thermoformed and separated objects is to be increased considerably without this having an effect on the resting time of the cycle.
According to the invention, this object is achieved by a
Method of the type mentioned, which has the features listed in the characterizing part of claim 1. The invention also provides an apparatus for performing the method; this device is defined in claim 2.
The method according to the invention and the corresponding device make it possible to shorten the periods of time lost for production and / or to utilize them in a useful manner and thereby significantly increase the efficiency of the work management.
It is surprising that the total duration of a cycle of the device can be made considerably shorter than the stabilization time required after the mold has been opened. However, this has actually been achieved by the invention. The finished product shaped and cut out in the molding station can namely over the entire period from the application of the vacuum in the closed mold to the opening of the mold to the lateral removal of the displaceable molded part and additionally during a large part of the subsequent molding process, in which the second Half of the movable molded part takes part, stabilize while it is still kept under vacuum.
The vacuum can only be switched off when the stabilization has progressed so far that the finished product can no longer be deformed. Only then is the vacuum switched off and the stabilized finished product removed from the molded part, while the molding process is completed in the other half of the molded part.
An embodiment of the invention in the form of a horizontal thermoforming machine with intermittent band feed is explained in more detail with reference to the figures. Show it:
1 is a plan view of the machine, namely on a horizontal section which is guided through the machine slightly above the sliding surface of the belt,
2 shows a schematic section through the two parts of a mold according to the invention,
3 shows a schematic section of a second embodiment of the two parts of a mold according to the invention,
4 and 5 the section of the two parts of the molds of FIGS. 2 and 3, which can be attached in the reverse position,
6 shows the schematic section along the line 6-6 of FIG. 1,
7 is a schematic partial plan view similar to that in FIG. 1,
8 shows the schematic partial side view along the line 8-8 of FIG. 1,
Fig.
9 and 10 show the schematic section of a different embodiment of the shapes from FIGS. 2 and 3.
Assuming that the same reference numbers in the different figures correspond to the same or equivalent parts on different scales, it follows from FIG. 1 that the machine has a feed device 9 for unwinding a strip 10, a heating device 11 for heating the strip, a thermoforming and Includes cutting station 12 and a device 13 for removing the work residues by winding.
The two parts of the mold designed according to the invention work in station 12 (see FIG. 2). The part 14 always works in the direction of the axis of the station 12, while the part 15-15 'is approximately doubled compared to the forms normally used and alternately cooperates with the part 14 with its two halves 15-15', moving away from the station 12 moved in the direction of arrows 16-16 '. 1 and 6, half 15 'is located completely outside station 12, while half 15 lies in the axis of station 12.
The position indicated by the dashed line 17 in FIG. 1 is that which half 15 will assume at the end of the movement indicated by the arrow 18 in FIG. 7.
Also in Fig. 1, 19 -19'-20-20'-21-21'-22-22 'designate eight stacking stations of finished products, even if only the stations 19-20-21-22 are shown in the remaining figures . It is clear that the number of stacking stations and their position in relation to the machine do not essentially change the invention.
Fig. 4 shows the shape according to Fig. 2, which is attached to the machine in the inverted position, while Fig. 3 shows the two halves 23-23 'which alternately cooperate with 25, alternating in the directions of the arrows Move 2o24 '.
Fig. 5 shows the shape according to Fig. 3, which is attached in the reverse position on the machine.
It is clear that the parts of the mold 25 always work in the direction of the axis of FIG. 12.
The molds of FIGS. 2 and 4 are suitable for negative thermoforming and those of FIGS. 3 and 5 for positive thermoforming, and it is clear that the molds of FIGS. 2 to 5 can be used in vertical thermoforming machines, if they are placed vertically in the forming station.
The strip 10 advances in the direction of the arrow 26, and the products are thermoformed and cut in the station 12 while the strip feed is suspended.
6, the objects have been thermoformed and cut in half 15 '. The two parts of the mold consisting of 15'-14 had opened to a distance which is necessary in order to enable the strip 10 to be advanced by one step. After the end of the opening movement of the mold, the displacement of 15 'in the direction of arrow 16' by the action of the piston rod 27 of the piston contained in the cylinder 28 on the slide 29 carrying the part 15-15 'of the mold had taken place Bring half 15 into the area of the axis of 14.
The form consisting of the parts 15-14 had then closed again, namely by the action of the piston rods 30-31-32 of the pistons mounted in the cylinders 33-34-35 ge, these piston rods acting on the plates 36 and 37 which carry the guides for the slide 29 or part 14 of the mold and slide along the columns 38.
This ended the cycle in FIG. 6, in which the rest time was the sum of the following times: a) - for cutting, b) - for opening the mold up to a distance between parts 14-15 'the shape that feeds the
Band 10 in the area of the thermoforming station made light, the start of the feed movement immediately after the start of the opening movement of the
Form lies; c) - for the standstill of the open mold when the belt 10 is advanced by one step; d) - for closing the two parts 14-15 of the mold, since the next cycle can begin, the
Closing movement already begins while the advance of the band 10 is still in progress and the end of the closing movement of the mold theoretically coincides with the end of the advance movement of the band.
It should be taken into account that times b and d overlap with time c, while time a overlaps with the stabilization time, which due to the remaining products remaining in the cavities or elevations of part 15 'of the mold, the remaining rest time of the cycle and lasts a good part of the time of the next cycle.
It follows that the resting time of the cycle corresponds approximately to the sum of the times for cutting and feeding the strip 10 by one step, since it is no longer dependent on the height of the thermoformed strip, on the stabilization of this strip, on the pulling out of the recesses or elevations of the shape, as was the case with the first method, from which it can be seen that, in relation to the second method, the dependence of the
Resting time from the opening of the two parts of the mold, which is greater than the height of the thermoformed strip, from the
Downtime of the opened mold for ejecting the finished products, the closing movement of the mold and the
Stabilization of the thermoformed plastic was eliminated.
Also in Fig. 6, as can be seen from the drawing, the deep-drawing process started by the tensioner 40, which are actuated by the piston rod 41 of the piston 42 mounted in the cylinder, while the finished products 43 in the
Half 15 'stand just before being pulled out by the suction cups 44, which are connected to the piston rod 45 of a piston mounted in the cylinder 46, which are the finished products
43 up to over half 15 'in order to then eject them at one of the four stations 19-19'-2020' not shown in the drawing. After completing the hot forming and after the separating cut, the parts will be removed
Open the 14-15 existing mold as far as is necessary to enable the belt 10 to be fed into the station 12, while the movement of 15 in the direction of the arrow 18 takes place according to FIG. 7.
Shortly before the end of the stroke of
15, the axes of the parts 15'-14 of the mold almost coincide, around the closing process and the beginning of a new one
Allow thermoforming cycle.
The extractor 47, to the left in Fig. 6, will cause the articles to be extracted from their seats in Fig. 15 as soon as a significant portion of the thermoforming cycle in the form consisting of the parts 1P15 'is over.
The pull-out device 47, see FIG. 8, pulls out the objects 43 to over 15 and moves them from the position in FIG. 6, which is central with respect to the station 12, in the direction of the arrow 48 to the stacking station 21, to which it descends and drop the finished products. The movement of the pull-out device 47 in the direction of the arrow 48 is carried out by a device with a rack 49 which is fixedly connected to the slide 50, which on the bracket 51 fixed to the frame 39 by the action of the gear wheel 52 (FIG. 6 ) is movable, which is driven by the electric motor 53, the base plate 54 is fixed to the bracket 51.
The movement of the pull-out device 47 in the direction indicated by 48 occurred because the stacking station 22 had been filled beforehand, namely by the movement of the pull-out device 47 and the toothed rack 49, which are indicated by dashed lines in FIG. 8, in the direction of the arrow 48 'by the wheel 52.
In Fig. 8, part of the conveyor 55 of the belt 10 shown in broken lines has been removed, in the area of the station 12, to allow a clear overview of the extremely small opening of the two parts of the mold during the beginning of the feed phase of the belt 10 .
This opening still has to increase, at least by moving the part 15-15 'of the mold downward, so that this molded part is brought to a height which is lower than the deepest part of the conveying device, so that in this way those perpendicular to the direction of advance of the belt Movements of 15-15 'are made possible.
This is because the largest opening of the mold lies slightly above the depth of the cavities 56 in the molds of FIGS. 2-5. In any event, it is evident that the largest opening of the mold is far less than the height of the thermoformed strip as required by the first and second methods described in the first part of the description.
7 shows the almost complete overlap between the opening and closing movement of the mold and the stepwise advance of the band 10.
6 and 8 in connection with the above description it can be seen that the times for the
Pulling out and stacking the finished products 43 does not affect the rest period of the cycle.
The stacking stations 19 'and 21' of FIG. 1 can be used to receive rejects, such as those that result from thermoformed strips that have a continuous defect.
There are numerous advantages that result from the visual inspection of the finished products before they are removed. This check, which relates to objects which are poorly shaped due to a continuous belt defect, can also be carried out automatically by suitable devices attached to the machine, which control the pull-out and stacking devices in a different, easily conceivable manner than that for the perfect ones Finished products is the case.
Assuming that a thermoforming cycle has resulted in poorly shaped articles due to a continuous ribbon defect, some of which cannot be pulled out of the wells with the puller 47 alone, visual inspection allows the machine to stop to manually remove the jammed articles in the wells , and prevents possible damage to the molds and the cutting devices contained therein, which, as known, are not shown in the accompanying drawing. The thermoforming strokes at the beginning and at the end of a roll very often lead to the above-described defective formations caused by continuous strip defects.
Another advantage, which results from the visual inspection of the finished products before they are pulled out of the recesses, is that deficient heating of certain areas of the belt can identify poorly shaped objects and thus also those areas in which the heating needs to be increased .
Another advantage of visual inspection is that it is possible to find the parts required for thermoforming and cutting that have become damaged or are no longer reliable, for example, so that the necessary repairs or replacement can be carried out immediately.
The stacking stations 20 'and 22' of FIG. 1 can receive finished products if the movements of the explained pull-out and stacking device are changed appropriately by devices which are not shown in the drawings but are obvious to the person skilled in the art.
9 and 10, the two shapes, which are approximately doubled from those normally used, each consist of two halves, the first from 59-59 'and 60-60' and the second from 61-61 'and 62-62 '. It is clear that with these molds a molding cycle is carried out with the halves 59-60, after which half 60 moves in the direction of arrow 63 ', while half 59 moves in the direction of arrow 63, so that halves 59' and 60 'can perform the next cycle, after which half 59' returns to the position shown in the figure by moving in the direction of arrow 63 ', while half 60' moves in the direction of arrow 63 to resume the position shown in the figure.
The shape of Fig. 9 is suitable for the negative thermoforming, the shape of Fig. 10, however, for the positive thermoforming, and it is clear that the parts forming the latter shape are in the direction of the arrows when the cycles 64-64 'move, analogous to the procedure described for the parts of the form of Fig. 9.
The largest opening of the molds of FIGS. 2 to 5 can only depend on the thickness of one of the parts for clamping the belt to the conveyor 55, parts which can consist of the pairs of jaws designated 65 in FIG. 6. This embodiment is obvious to the person skilled in the art because it is sufficient to provide these jaws in the lower part of the conveyor 55 instead of in the middle as in FIG. 6.
The largest opening of the molds in FIGS. 9 and 10 depends in each case on the height of the conveyor 55, which must be dimensioned such that it can be enclosed by grooves 57 and 58.
Even if this is not shown in the drawings, it must be taken into account that the method according to the invention can also be applied to the thermoforming machines in which the strip feed is continuous, it being sufficient for this purpose at the time of closing the mold that the thermoforming and parts forming the cutting station, the corresponding pull-out and stacking device and the corresponding stacking stations to give a feed movement corresponding to the belt speed, and an opposite movement at the time the mold is opened so that it returns to the starting position of the cycle.
Such an embodiment apparently further reduces the idle time of the cycle, even compared to the example described and explained in the accompanying drawing, because the time for advancing the belt is practically halved by one step.
It is obvious that possible formal changes, which are made in the practical implementation of the object according to the invention, are to be considered as falling within the scope of the invention as long as their nature is not changed, such as the replacement of the rack and pinion device by a pneumatic or hydraulic one Plant, and the like.