DE10104554A1 - Kunststoffbearbeitungsanlage mit zwei Bearbeitungsstationen - Google Patents

Abstract

Beschrieben wird eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Bearbeiten von Kunststoff in einer Bearbeitungsanlage mit zwei Bearbeitungsstationen. DOLLAR A Um zu verhindern, daß ein Kunststoffteil während des Transports von einer Bearbeitungsanlage zur nächsten Bearbeitungsanlage auskühlt oder durch Staubpartikel verunreinigt wird, wird erfindungsgemäß das Kunststoffteil (S) durch einen Kanal geführt, der mindestens seitlich des Transportweges und nach oben durch Abdeckelemente (50, 52) bzw. Seitenwände von der äußeren Umgebung abgeschirmt ist. DOLLAR A Durch Zuführen von Heißluft, vorzugsweise gereinigter Heißluft durch eine Luftzufuhr (70), kann das Auskühlen weiter vermindert werden.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Bear­ beiten von Kunststoffen gemäß dem Oberbegriff des Patentan­ spruchs 1 bzw. auf ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 11.

Derartige Vorrichtungen dienen beispielsweise der Herstel­ lung von flächigen Kunststoffteilen wie Autoverglasungen und dgl., beispielsweise aus PC im Zweikomponenten- Spritzgießverfahren. Die erste Bearbeitungsstation ist in diesem Fall ein Spritzgießwerkzeug mit einer Werkzeugform, in deren Kavität in einem ersten Takt eine glasklare Schei­ be hergestellt wird. Anschließend wird in der zweiten Bear­ beitungsstation, einem zweiten Formwerkzeug, ein Rahmen an die Scheibe angespritzt.

Der komplette Ablauf besteht somit aus den Schritten:

• a) Ausbilden der Scheibe in der Kavität des ersten Werkzeugs,
• b) Entformen der Scheibe aus dem ersten Formwerkzeug,
• c) Übertragen der Scheibe zu dem zweiten Formwerkzeug,
• d) Einsetzen der Scheibe in die Kavität des zweiten Formwerkezugs,
• e) Entformen der Scheibe aus dem zweiten Formwerkzeug,
• f) Übertragen der Scheibe aus dem zweiten Formwerkzeug.

Bei dem oben dargestellten Vorgang treten mehrere Probleme auf. So können sich während des Transports des Kunststoff­ teils Staubpartikel an den Scheibenflächen ansetzen, die bei einer anschließenden Beschichtung (kratzfestes Lackie­ ren der Scheibenflächen) zu Fehlstellen führen, so daß es zur Ausschußbildung kommt.

Kühlen die Scheiben während des Transports ab, kann es zu einer verminderten Haftung zwischen Rahmen und Scheiben führen, bei einseitiger Abkühlung können die Scheiben sich verziehen.

Entsprechende Probleme treten nicht nur bei Autoscheiben, sondern bei allen Kunststoffprodukten auf, die in einem Zwei- oder Mehrtaktverfahren hergestellt werden und die ei­ ne hohe Oberflächengüte und Formstabilität aufweisen müs­ sen.

Dementsprechend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, mit der Kunststoffteile mit hoher Oberflächenqualität und ge­ ringen Verziehungen bzw. ohne Verziehungen hergestellt wer­ den können; ferner soll ein entsprechendes Verfahren ange­ geben werden.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 bzw. durch ein Ver­ fahren gemäß Patentanspruch 11.

Erfindungsgemäß läuft der Transportweg für die Kunststoff­ teile in einem nach oben und seitlich längs des Transport­ wegs begrenzten Kanal. Dieser Kanal schirmt einerseits die Kunststoffteile von Staubpartikeln ab, die in der Luft ei­ ner Produktionshalle enthalten sind, andererseits staut sich Abwärme von den Bearbeitungsstationen im Kanal und verhindert damit ein zu schnelles Abkühlen der Kunststoff­ teile.

Vorzuziehen ist es, in den Kanal über Gaszufuhrmittel ein Gas, Luft oder ein Inertgas, einzuleiten, das zuvor gerei­ nigt und/oder erwärmt wurde. Dabei sollte die Einleitung von oben erfolgen, so daß ein quer zum Transportweg nach unten gerichteter Gasstrom erzeugt wird, durch den die Kunststoffteile transportiert werden. Somit kann sicherge­ stellt werden, daß während sämtlicher Transportvorgänge die Kunststoffteile von gereinigtem Gasstrom umströmt werden, der keine Staubpartikel enthält, und durch geeignete Wahl der Temperatur des Gasstroms kann sichergestellt werden, daß im wesentlichen keine oder nur eine gewählte Abkühlung eintritt; eine einseitige Abkühlung kann verhindert werden. Dabei sollte der Gasstrom so eingestellt werden, daß im Ka­ nal eine im wesentlichen laminare, d. h. wirbelfreie Strö­ mung entsteht.

Eine seht ökonomische Arbeitsweise ergibt sich, wenn am un­ teren Bereich des Kanals Gasabzugsvorrichtungen vorgesehen sind, so daß man am unteren Ende des Kanals warme Gase ab­ ziehen kann und weiterverwenden kann, sei es durch Wieder­ verwendung, nach Reinigen und Aufheizen im gleichen Prozeß oder in anderen Prozessen, in denen warme oder heiße Gase benötigt werden.

Sind die Bearbeitungsstationen als Formwerkzeuge mit festen bzw. beweglichen Formaufspannplatten ausgebildet, bietet es sich an, die Seitenwände des Kanals durch die Formaufspann­ platten auszubilden. In diesem Fall sind die Deckenwände des Kanals vorzugsweise durch Abdeckelemente gebildet, die im oberen Bereich der Formaufspannplatten befestigt sind.

Zur Unterstützung des Heizvorgangs können an den Außen- oder Innenwänden des Kanals zusätzliche Heizelemente vorge­ sehen sein, die die Wandungen aufheizen und/oder Wär­ mestrahlung in das Innere des Kanals abgeben.

Transportmittel innerhalb des Kanals weisen in der Regel Lagerelemente auf, die während des Betriebs Abrieb zeigen, so daß die Atmosphäre innerhalb des Kanals verunreinigt werden könnte. Um dies zu verhindern, sind den Lagerelemen­ ten in einer Ausgestaltung der Erfindung Gasabzugseinrich­ tungen zugeordnet, die gezielt Gas im Bereich der Lagerele­ mente aus dem Kanal abziehen und somit den Abrieb austra­ gen. Da dieses Gas Abriebspartikel enthält, wird es vor­ zugsweise nicht wieder für den Betrieb des Kanals verwen­ det.

Die Stirnseiten des Kanals können offen ausgestaltet sein oder mit verschließbaren Elementen versehen sein. Im ersten Fall nimmt man einen gewissen Verlust an gewärmtem bzw. ge­ reinigtem Gas in Kauf, im zweiten Fall ist der apparative Aufwand etwas erhöht.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung befinden sich die Kunststoffteile in einer gereinigten Atmosphäre, so daß die Erzeugung von Ausschuß aufgrund von angelagerten Verunrei­ nigungen vermindert bzw. verhindert wird. Da ferner das In­ nere des Kanals temperiert ist, gelangen die Kunststofftei­ le mit ihrer eigenen Wärme ohne Abkühlung von der ersten Bearbeitungsstation bis zum Einsetzen der zweiten Bearbei­ tungsstation. Dabei werden die Kunststoffteile im wesentli­ chen allseitig gleich warm gehalten, so daß es zu keinen Verzugserscheinungen kommen kann. Die Haftung eines ange­ spritzen Rahmens an einer Scheibe ist umso besser, je hei­ ßer die Scheibenoberfläche ist. Diese Bedingung ist bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung erfüllt. Desweiteren ist er­ findungsgemäß sichergestellt, daß sowohl die Scheibe als auch der angespritzte Rahmen bei der gleichen Temperatur schwinden können, so daß insgesamt das Verzugsverhalten der Scheibe mit dem angespritzten Rahmen geringer ist.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird anhand der beige­ fügten Zeichnungen erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Längsseitenansicht einer Pro­ duktionseinrichtung mit zwei Bedienungsstationen,

Fig. 2 eine schematische Perspektivansicht einer Seite der Einrichtung gemäß Fig. 1,

Fig. 3 eine Detaildarstellung der Fig. 2,

Fig. 4 eine schematische Querseitendarstellung der Ein­ richtung der Fig. 1,

Fig. 5 eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung und

Fig. 6 eine schematische Draufsicht entsprechend der Darstellung der Fig. 4.

Fig. 1 zeigt in schematischer Längsseitenansicht einen Seitenteil einer Produktionsanlage zum Spritzen von Zwei­ komponenten-Autoscheiben. In einer ersten Bearbeitungssta­ tion I, die als Spritzpräge-Einrichtung ausgestaltet ist, wird eine Pkw-Scheibe gespritzt, die anschließend zu einer zweiten Bearbeitungsstation II transportiert wird, in der in einer Spritzpräge-Einrichtung ein Rahmen an die Scheibe angespritzt wird. In einer Übergabestation III wird die fertige Scheibe aus der Bearbeitungsstation II entnommen und zur weiteren Bearbeitung wegtransportiert.

Jede der Spritzpräge-Einheiten weist in an sich bekannter Weise eine feststehende Formaufspannplatte (FAP) 13, 23 so­ wie eine bewegliche Formaufspannplatte (BAP) auf, die über Holme 13, 23 miteinander verbunden sind. Die beiden Spritz­ präge-Einheiten sind nebeneinander angeordnet, so daß eine Scheibe auf einem linearen Weg zwischen den Einrichtungen transportiert werden kann.

Wie am besten aus der Fig. 2 ersichtlich ist, sind an den festen Formaufspannplatten 13, 23 Linearführungen 40 vorge­ sehen, in denen ein Transferrahmen 30 linear verschiebbar ist.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, trägt die Festaufspann­ platte 11 eine Kernform 13, und die bewegliche Aufspann­ platte 12 trägt eine Matrize 14. Zum Spritzgießen einer Scheibe S werden die Kernform 13 und die Matrize 14 aufein­ ander zu bewegt, die Kavität wird geschlossen und in der Kavität wird die Scheibe S gebildet. Anschließend wird durch Verfahren der beweglichen Aufspannplatte die Kavität geöffnet, der Transferrahmen fährt in die geöffnete Kavität und entnimmt über Pneumatiksauger 31 die Scheibe aus der Matrize und transportiert sie durch Verfahren entlang der Linearführungen 40 in die Bearbeitungsstation II. Die Bear­ beitungsstation II hat grundsätzlich den gleichen Aufbau wie die Bearbeitungsstation I, allerdings abhängig vom Ein­ satzzweck geänderte Dimensionen. Das heißt, auch hier sind eine Festformaufspannplatte, eine bewegliche Formaufspann­ platte, Kernform, Matrize etc. vorgesehen.

Rein schematisch ist in der Fig. 1 ein Antrieb zum Ver­ schieben des Transferrahmens 40 dargestellt, bei dem ein über Antriebsscheiben 60, 62 geführter Seilzug 64 mit dem Transferrahmen 30 verbunden ist. In dieser Darstellung sind auch Zentrierelemente 37 ersichtlich, die zur Positionie­ rung des Rahmens 30 zum Abnehmen der Scheibe S mit entspre­ chenden Gegenelementen an der Matrize zusammenwirken.

Aus Fig. 4 ist ersichtlich, daß oberhalb der Linearführun­ gen an der festen Formaufspannplatte 11 ein feststehenden Abdeckelement 50 befestigt ist, das ein Gaszufuhrelement (Reinluft-Flowbox) 70 trägt. Dem feststehenden Abdeckele­ ment 50 gegenüberliegend ist an der beweglichen Aufspann­ platte ein bewegbares Abdeckelement 52 befestigt. Zusammen mit der Flowbox 70 bilden die Abdeckelemente 50, 52 eine im wesentlichen durchgehende Abdeckung, die ein Entweichen heißer Gase aus dem Bereich zwischen den Formaufspannplat­ ten 11, 12 verhindert. Zu diesem Zweck übergreift das be­ wegliche Abdeckelement 52 die Flowbox 54 über mindestens die Strecke, die dem Hub der beweglichen Formaufspannplatte 12 entspricht, da sich dieses Abdeckelement zusammen mit der beweglichen Formaufspannplatte bewegt.

Durch die Abdeckung, die feste Formaufspannplatte und die bewegliche Formaufspannplatte wird ein Kanal gebildet, in dem durch die Flowbox 70 einfließende Reinluft eindringt und nach unten über die Scheibe S abströmt.

Wie oben angemerkt, werden im Bereich der Formaufspannplat­ ten die Seitenwände des Kanals durch die Formaufspannplat­ ten gebildet. Aus Fig. 5 ist ersichtlich, daß zwischen den Formaufspannplatten zusätzliche Seitenwände vorgesehen sind. Ferner erstrecken sich die Abdeckelemente auch zwi­ schen den Bedienungsstationen I und II, so daß sich der Ka­ nal von der linken Seite der Bedienungsstation I (Fig. 4) bis zur rechten Seite der Bedienungsstation II erstreckt und somit über den gesamten Transportweg der Scheibe S si­ chergestellt werden kann, daß die Luft im Kanal eine gleichmäßige (hohe) Temperatur hat und keine Staubpartikel enthält.

Damit über die gesamte Kanallänge eine gleichmäßige La­ minarströmung erzielt werden kann, erstrecken sich mehrere Flowboxen 70 ₁, 70 ₂, 70 ₃ und 70 ₄ über die Gesamtlänge des Ka­ nals.

Nicht im einzelnen dargestellt sind Vorrichtungen zum Rei­ nigen der zuzuführenden Gase und zum Aufheizen der Gase. Diese Einrichtungen sind an einer geeigneten Stelle in der Produktionsanlage vorgesehen.

Desweiteren können am Unterteil des Kanals Gasabzugsvor­ richtungen vorgesehen sein, um heiße Gase aus dem Kanal ab­ zuziehen und, nach Reinigung und erneuter Aufheizung, wie­ der dem Kanal zuzuführen.

Aus der Detaildarstellung der Fig. 3 ist ersichtlich, daß die Linearführungsschienen 40, die Führungen für den Transferrahmen 30 aufnehmen, die Form einer hinterschnittenen Nut aufweisen, wobei eine Wandung der Nut durch Bohrungen 44 perforiert ist. Diese Bohrungen 44 kommunizieren mit ei­ nem an dieser Nutwandung außen angebrachten, im Querschnitt halbkreisförmigen Vakuumkanal 42.

Im Betrieb können an den Führungen 39, die in Linearfüh­ rungsschienen 40 geführt sind, Partikel abgerieben werden, die in die reine Atmosphäre innerhalb des Kanals eindringen könnten. Durch Anlegen von Unterdruck an den Vakuumkanal mit geeigneten Mitteln (nicht dargestellt) werden mögliche Abriebspartikel aus dem Inneren der Linearführungsschienen 40 abgesaugt und entfernt, so daß sie nicht in die reine Atmosphäre des Kanals gelangen können.

Durch die erfindungsgemäße Integration eines Reinluft- /Heißluft-Kanals durch Abdeckungen und durch Einsatz der Formaufspannplatten zumindest teilweise als Seitenwandungen wird im Bereich des Transportwegs für die Kunststoffteile eine gleichmäßig temperierte reine Atmosphäre geschaffen. Dadurch, daß der Kanal auf die wesentlichen Teile des Transportweges konzentriert ist, besteht nur ein ver­ gleichsweise geringes Volumen, das mit Reinluft bzw. tempe­ rierter Luft gefüllt sein muß, und dementsprechend entsteht ein relativ geringer Bedarf an Heizenergie und Filterkapa­ zität, der durch einen Kreislaufbetrieb, in dem aus dem Ka­ nal abgesaugte Gase wiederverwendet werden, noch reduziert werden kann.

Alternativ können separate Saugvorrichtungen im Bereich der Führungen 39 vorgesehen sein, wobei die Saugvorrichtungen mit dem Rahmen mitbewegt werden.

Claims (16)

1. Vorrichtung zum Bearbeiten von Kunststoffen mit minde­ stens zwei Bearbeitungsstationen (I, II) und Transportmit­ teln (30) zum Transportieren von Kunststoffteilen (S) über einen Transportweg zwischen den Bearbeitungsstationen, dadurch gekennzeichnet, daß der Trans­ portweg durch einen seitlich längs des Transportwegs durch Seitenwände und nach oben durch eine Decke begrenzten Kanal verläuft.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal un­ terhalb der Decke Gaszufuhrmittel (70) aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch Heizungen für die dem Kanal zuzuführenden Gase, die stromauf der Gaszufuhrmittel (70) im Gasweg angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß Gasabzugsmit­ tel im unteren Bereich des Kanals angeordnet sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, gekennzeichnet durch eine Gasreinigungsvor­ richtung, die stromauf der Gaszufuhrmittel (70) im Gasweg angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal durch Endwände verschließbare Enden aufweist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bearbei­ tungsstationen (I, II) jeweils Kunststoff-Formwerkzeuge mit je einer beweglichen und einer feststehenden Formauf­ spannsplatte (FAP, BAP) sind, wobei zumindest ein Teil der Seitenwände des Kanals durch die Formaufspannplatten gebil­ det sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Decke durch Abdeckelemente (50, 52) gebildet ist, die im oberen Bereich der Formaufspannplatten befestigt sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdecke­ lemente (52, 54) einer feststehenden Aufspannplatte und ei­ ner zugeordneten beweglichen Formaufspannplatte einander übergreifend angeordnet sind.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß an der Decke und/oder den oberen Teilen der Seitenwände Heizelemente an­ geordnet sind.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß den Lagerele­ menten der Transportvorrichtung Gasabzugseinrichtungen (44, 42) zugeordnet sind.

12. Verfahren zum Bearbeiten von Kunststoffen in zwei auf­ einanderfolgenden Bearbeitungsstationen, wobei man die Kunststoffteile zwischen den Bearbeitungsstationen trans­ portiert, dadurch gekennzeichnet, daß man die Kunststoffteile durch einen oben und seitlich begrenzten Kanal zwischen den Bearbeitungsstationen transportiert und daß man einen quer zur Transportrichtung gerichteten Gasstrom im Kanal erzeugt.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasstrom die zu transportierenden Kunststoffteile umströmt.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasstrom laminar ist.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Gasstrom aus aufgeheiztem und/oder gereinigtem Gas in den Kanal einleitet.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß man den Gasstrom in einem Kreislauf führt.