DE102005035859B3

DE102005035859B3 - Deep drawing machine has upper clamping frame for heated plastic sheet with synchronized intermeshing cogs driven by single motor and mounted on ends of short levers whose opposite ends are connected to long levers pivoted on support plate

Info

Publication number: DE102005035859B3
Application number: DE200510035859
Authority: DE
Inventors: Peter Schwarzmann
Original assignee: Illig Maschinenbau GmbH and Co KG
Current assignee: Illig Maschinenbau GmbH and Co KG
Priority date: 2005-07-30
Filing date: 2005-07-30
Publication date: 2006-10-19
Anticipated expiration: 2025-07-31

Abstract

Deep drawing machine has an upper clamping frame for heated plastic sheet. This two synchronized intermeshing cogs (26, 32) which are driven by a single motor and are mounted on the ends of short levers (25) whose opposite ends are connected to long levers (23) pivoted on a support plate (22). An independent claim is included for a similar machine fitted with two motors.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verformen einer erwärmten Platte oder eines Folienbahnabschnittes aus thermoplastischem Kunststoff zu einem Formteil nach der Gattung des Anspruches 1 bzw. des unabhängigen Anspruches 2.The The invention relates to a device for deforming a heated plate or a film web section made of thermoplastic material a molding according to the preamble of claim 1 and the independent claim Second

Die Erfindung betrifft insbesondere den Antrieb des höhenbeweglichen oberen Spannrahmens. Da die Schließ- und Öffnungsbewegung dieses Spannrahmens in die Taktzeit eingeht wird eine möglichst kurze Zeit für diese Bewegungen angestrebt, um die Taktzeit zum Herstellen eines Formteils insgesamt kurz zu halten. Aus der DE 38 25 061 A1 ist als Antrieb des Spannrahmens ein Servomotor bekannt, der über Kugelumlaufspindeln die Bewegung vornimmt. Damit sind zwar schnelle und reproduzierbare Bewegungen möglich, erfordern aber einen relativ teuren Gleichlauf aller Spindeln. In der Endlage sind keine hohen Kräfte möglich, wie sie für das sichere Einspannen von Platten oder Folienbahnabschnitten erforderlich sind, da keine Kniehebelwirkung gegeben ist, sondern die Spannkraft direkt aufgebracht werden muss. Deshalb sind hier bei hohen Kräften zusätzliche Verriegelungselemente erforderlich, wie sie z. B. aus der EP 0 919 356 A2 bekannt sind. Auch bei einem Spannrahmenantrieb, wie er aus der DE 1 779 752 A1 in Form eines pneumatischen Antriebes bekannt ist, treten die genannten Probleme auf.The invention particularly relates to the drive of the vertically movable upper clamping frame. Since the closing and opening movement of this clamping frame is included in the cycle time, the shortest possible time for these movements is sought in order to keep the cycle time for producing a molded article as a whole short. From the DE 38 25 061 A1 is known as a drive of the clamping frame, a servo motor, which makes the ball via ball screws movement. Thus, although fast and reproducible movements are possible, but require a relatively expensive synchronization of all spindles. In the final position no high forces are possible, as they are required for the secure clamping of plates or film web sections, since no toggle action is given, but the clamping force must be applied directly. Therefore, additional locking elements are required here at high forces, as z. B. from the EP 0 919 356 A2 are known. Also with a clamping frame drive, as he from the DE 1 779 752 A1 is known in the form of a pneumatic drive, the problems mentioned occur.

Aus der Druckschrift US 3,029,007 ist eine Verpackungsmaschine mit einer Vakuumformeinrichtung bekannt, die einen vertikal verschiebbaren Untertisch aufweist, der das Formwerkzeug trägt und sich unterhalb der Kunststofffolie befindet. Ein Klemmring oberhalb der Kunststofffolie wird von Auslegern getragen, die auf vertikal verschiebbaren Haltern angeordnet sind. Der Untertisch weist an seinen Außenseiten Kulissenteile auf, die mit Rollenhebeln der verschiebbaren Halter zusammenwirken. Wird nun der Untertisch angehoben, so werden die Rollenhebel der Halter von den Kulissenteilen nach außen bewegt. Die Rollenhebel sind mit Zahnrädern verbunden, die über Zahnstangen auf einen Vertikalantrieb der Ausleger wirken und die Ausleger mit dem Haltering auf die Folie absenken. So wird die Folie zwischen Formwerkzeug und Haltering eingespannt. Diese Verpackungsmaschine ist für Negativ – Formverfahren geeignet, bei denen die Verformung der Kunststofffolie durch Vakuum nach unten erfolgt. Die Vorrichtung erlaubt konstruktionsbedingt keine Positiv – Formung der Kunstofffolie nach oben, da die notwendige Annäherung von Formwerkzeug und Haltering vor der Verformung nicht erreicht werden kann.From the publication US 3,029,007 For example, there is known a packaging machine having a vacuum forming device which has a vertically displaceable under-table supporting the mold and located below the plastic film. A clamping ring above the plastic film is supported by cantilevers, which are arranged on vertically displaceable holders. The under table has on its outer sides on link parts, which interact with roller levers of the sliding holder. If the lower table is now raised, the roller levers of the holders are moved outwards by the guide elements. The roller levers are connected to gears which act via racks on a vertical drive of the boom and lower the boom with the retaining ring on the film. So the film is clamped between mold and retaining ring. This packaging machine is suitable for negative molding processes in which the deformation of the plastic film by vacuum down. Due to the design, the device does not permit positive shaping of the plastic film upwards since the necessary approximation of the molding tool and retaining ring can not be achieved before the deformation.

Durch Lieferung von Plattenformmaschinen der Anmelderin sind Kniehebelsysteme für die Spannrahmenbetätigung bekannt, wie sie in der DE 40 35 224 A1 für einen Obertisch gezeigt sind. Solche Kniehebelsysteme bringen eine hohe Kraft in der Endlage, sodass preisgünstige pneumatische Zylinder als Antrieb eingesetzt werden können. Ihr Nachteil besteht darin, dass schon bei geringen Toleranzen der Hebellängen, die auch durch Verschleiß auftreten, und durch Toleranzen der Gleichlaufeinrichtungen ein Schiefhängen des Spannrahmens in oberer Lage eintritt. Auch wenn dadurch keine Funktionsbeeinträchtigung gegeben ist, erweckt dies optisch den Eindruck eines Defekts oder zumindest einer fehlenden Qualität. Bedingt durch den pneumatischen Antrieb ist das Abbremsen vor allem in unterer Endlage schwierig vorzunehmen und muss entweder durch rechtzeitige Reduzierung der Luftzufuhr oder durch separate Dämpfungselemente unterstützt werden oder es muss ein harter und damit lauter Schlag in Kauf genommen werden. Ersteres hat eine längere Schließzeit zur Folge, letzteres führt zu Beschädigungen und zur Lärmbelästigung.By supplying plate molding machines of the Applicant Knee lever systems for the clamping frame actuation are known, as shown in the DE 40 35 224 A1 are shown for a top table. Such toggle systems bring a high force in the end position, so that inexpensive pneumatic cylinders can be used as a drive. Their disadvantage is that even with small tolerances of the lever lengths, which also occur due to wear, and by tolerances of the synchronizing devices a skewing of the clamping frame enters the upper position. Even if this does not impair the function, this visually gives the impression of a defect or at least a lack of quality. Due to the pneumatic drive braking is difficult to do, especially in the lower end position and must either be supported by timely reduction of the air supply or by separate damping elements or it must be a hard and therefore loud blow accepted. The former has a longer closing time, the latter leads to damage and noise pollution.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Vorrichtung so zu gestalten, dass ein rascher Bewegungsablauf mit sanftem Anlauf der Endlagen und hoher Schließkraft erfolgt. Der Aufwand für Gleichlaufeinrichtungen sollte gering, die Gefahr des Schiefhängens des Spannrahmens in oberer Lage durch Toleranzen und Verschleiß sollte nicht gegeben sein.Of the Invention has for its object to make the device so that a quick movement with gentle start of the end positions and high clamping force he follows. The effort for Synchronization facilities should be low, the risk of skewing of the Clamping frame should be in upper position due to tolerances and wear not be given.

Zur Lösung der Aufgabe werden die Merkmale des Anspruches 1 bzw. des unabhängigen Anspruches 2 vorgeschlagen. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.to solution The object of the features of claim 1 and the independent claim 2 proposed. Advantageous developments are described in the subclaims.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung und vorteilhafte Weiterbildungen sind anhand der schematischen Zeichnungen der Vorrichtung näher beschrieben.One embodiment The invention and advantageous developments are based on the schematic Drawings of the device closer described.

Es zeigt:It shows:

1: eine Vorderansicht der Vorrichtung beim Heizen einer Platte; 1 a front view of the device when heating a plate;

2: einen Querschnitt durch die Formstation nach beendetem Formvorgang; 2 a cross section through the forming station after completion of molding;

3 und 4 eine Seitenansicht der Spannrahmenbetätigung in offener und geschlossener Stellung; 3 and 4 a side view of the clamping frame actuation in the open and closed position;

5 eine Vorderansicht der Spannrahmenbetätigung in geschlossener Stellung gemäß einer ersten Ausführungsform; 5 a front view of the clamping frame operation in the closed position according to a first embodiment;

6 eine Vorderansicht der Spannrahmenbetätigung in geschlossener Stellung gemäß einer zweiten Ausführungsform; 6 a front view of the clamping frame operation in the closed position according to a second embodiment;

7 eine Draufsicht auf die Ausführung gemäß 6; 7 a plan view of the embodiment according to 6 ;

8 ein Detail der Laschenverbindung. 8th a detail of the tab connection.

Die Vorrichtung besteht aus einer Formstation 1 mit einem Spannrahmen, bestehend aus oberem Spannrahmen 2 und unterem Spannrahmen 3, wobei der obere Spannrahmen 2 höhenverschiebbar ist und die beide im Zusammenwirken eine Platte 4 oder einen Folienbahnabschnitt aus thermoplastischem Kunststoff einspannen. Über eine Heizeinrichtung 5, angeordnet in der Formstation 1 und/oder in einer vorgeschalteten Beschickungsstation 6, erfolgt die Erwärmung der Platte 4 oder des Folienbahnabschnittes auf Verformungstemperatur. Mittels einer auf dem höhenbeweglichen Formtisch 7 angeordneten Tiefziehform 8 und durch Anlegen eines Differenzdruckes, vorzugsweise von Vakuum, wird die Platte 4 oder der Folienbahnabschnitt zu einem Formteil 9 tiefgezogen. Durch Einbau einer nicht dargestellten Druckglocke kann auch eine Druckluftformung vorgenommen werden. Unterstützt wird das Tiefziehen ggf. durch einen Vorstrecker 10, der an einem mit einer Antriebseinrichtung 11 zu dessen Höhenverschiebung verbundenen Träger 12 sitzt.The device consists of a forming station 1 with a clamping frame, consisting of upper clamping frame 2 and lower tenter 3 , where the upper clamping frame 2 is vertically displaceable and the two in cooperation a plate 4 or clamp a foil web section made of thermoplastic material. About a heater 5 , arranged in the forming station 1 and / or in an upstream loading station 6 , the heating of the plate takes place 4 or the film web section to deformation temperature. By means of a height-adjustable molding table 7 arranged thermoforming mold 8th and by applying a differential pressure, preferably vacuum, the plate becomes 4 or the film web section to a molding 9 deep-drawn. By installing a pressure bell, not shown, a compressed air molding can be made. If necessary, deep-drawing is supported by a pre-straightener 10 , the one with a drive device 11 connected to the height shift carrier 12 sitting.

Seitlich der Formstation 1 ist wahlweise eine Beschickungsstation 6 angeordnet, in die Platten 4 als Stapel 13 eingelegt werden. Über eine Saugerplatte 14 mit an Vakuum anschließbaren Saugern 15 wird jeweils die oberste Platte 4 des Stapels 13 abgehoben und an die Transporteinrichtung 19 übergeben, die beide Stationen 6, 1 verbindet. Die Vertikalbewegung der Saugerplatte 14 erfolgt über die Antriebseinrichtung 16. Antriebseinrichtung 16 und Saugerplatte 14 sind über die Kupplung 17 verbunden.Side of the forming station 1 is optionally a loading station 6 arranged in the plates 4 as a stack 13 be inserted. About a suction plate 14 with suction pads that can be connected to a vacuum 15 each becomes the top plate 4 of the pile 13 lifted and to the transport device 19 pass, both stations 6 . 1 combines. The vertical movement of the suction plate 14 takes place via the drive device 16 , driving means 16 and suction plate 14 are about the clutch 17 connected.

Wenn die Vorrichtung nicht vom Plattenstapel 13 arbeitet, sondern Folienbahnabschnitte verformt, wird eine Folienbahn 18 von einer Folienrolle 21 mittels der Transporteinrichtung 19 abgezogen, eine Querschneideeinrichtung 20 trennt diese Folienbahnabschnitte ab und die Transporteinrichtung 19 bringt sie in die einzelnen Stationen 6, 1. Die Vorrichtung kann in Abwandlung auch die Folienbahn 18 zuerst verformen und nach der Formstation 1 das Abtrennen der Formteile 9 mit geeigneten Einrichtungen vornehmen. Das Einlegen von Platten 4 von Hand direkt in die Formstation 1 ist prinzipiell bei solchen Vorrichtungen immer möglich.If the device is not from the plate stack 13 works, but film web sections deformed, is a film web 18 from a roll of film 21 by means of the transport device 19 pulled off, a cross-cutting device 20 separates these film web sections and the transport device 19 bring them to the individual stations 6 . 1 , The device may also be the film web in a modification 18 deform first and after the forming station 1 the separation of the moldings 9 with suitable facilities. The insertion of plates 4 by hand directly into the forming station 1 is always possible with such devices.

In den 3 bis 5 sind der obere Spannrahmen 2 und dessen Antriebseinrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform dargestellt. Der Spannrahmen 2 aus einzelnen Profilen, angepasst oder eingestellt auf die Größe des herzustellenden Formteils 9, sitzt an einem Trägerrahmen 22, an ihm sind vier untere Laschen 23 paarweise auf gegenüberliegenden Seiten gelenkig in je einem Drehpunkt 24 befestigt. Am anderen Ende sind die unteren Laschen 23 gelenkig in einem Drehpunkt 29 mit oberen Laschen 25 verbunden, die wiederum an je einem Zahnrad 26, 32 (siehe 5 links) oder auf einer der Gleichlaufwellen 27, 31 (5 rechts) befestigt sind. Jeweils zwei Zahnräder 26, 32 kämmen ineinander. Paarweise sitzen die Zahnräder 26, 32 auf je einer Gleichlaufwelle 27, 31. Eine Gleichlaufwelle 27 ist mit einem Antriebsmotor 28 verbunden. Beide Gleichlaufwellen 27, 31 sind am Gestell 30 gelagert, der Antriebsmotor 28 an diesem befestigt. Die Länge der beiden oberen Laschen 25 ist vorzugsweise so auf die Länge der unteren Laschen 23 abgestimmt, dass sie zusammen in Strecklage stehen, wenn die Platte 4 eingespannt ist, wie es in 4 dargestellt ist.In the 3 to 5 are the upper clamping frame 2 and its drive device according to a first embodiment. The clamping frame 2 from individual profiles, adapted or adjusted to the size of the molded part to be produced 9 , sits on a support frame 22 There are four lower tabs on it 23 in pairs on opposite sides articulated in a pivot point 24 attached. At the other end are the lower tabs 23 articulated in a pivot 29 with upper tabs 25 connected, in turn, each to a gear 26 . 32 (please refer 5 left) or on one of the synchronizing shafts 27 . 31 ( 5 right) are attached. Two gears each 26 . 32 comb into each other. In pairs, the gears sit 26 . 32 on each a constant velocity shaft 27 . 31 , A synchronizing shaft 27 is with a drive motor 28 connected. Both synchronizing shafts 27 . 31 are on the rack 30 stored, the drive motor 28 attached to this. The length of the two upper tabs 25 is preferably so on the length of the lower tabs 23 agreed that they stand together in an extended position when the plate 4 is clamped, as it is in 4 is shown.

Es hat sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, insbesondere bei Spannrahmen 2, 3 mit größerer Breitenabmessung, die Lage des Drehpunktes 24 möglichst weit außen, also mit großem Abstand A zu wählen und die Durchmesser der Zahnräder 26, 32 so zu wählen, dass die beiden Gleichlaufwellen 27, 31 einen geringeren Abstand C aufweisen, sodass folglich die beiden in Schließstellung fluchtenden Laschen 23, 25 nicht parallel stehen, sondern divergierend wie in 4 dargestellt. Auf diese Weise ist eine sichere Führung des oberen Rahmens 2 ohne Gefahr einer Verkantung bei günstiger Krafteinleitung und günstigen Herstellkosten bezüglich der Zahnräder 26, 32 erreichbar.It has proven to be particularly advantageous, especially in tenter frames 2 . 3 with larger width dimension, the position of the fulcrum 24 as far as possible outside, so with a long distance to choose A and the diameter of the gears 26 . 32 to choose so that the two synchronizing shafts 27 . 31 have a smaller distance C, so that consequently the two aligned in the closed position tabs 23 . 25 not parallel, but divergent as in 4 shown. In this way, a secure guidance of the upper frame 2 without risk of jamming with a favorable introduction of force and favorable production costs with respect to the gears 26 . 32 reachable.

Eine zweite Ausführung der Vorrichtung ist in den 6 und 7 dargestellt. Sie kann Anwendung finden bei besonders raschen Bewegungen des Spannrahmens 2 und größeren Abmessungen, wenn folglich die Antriebsleistung des Antriebsmotors 28 besonders hoch sein muss. In diesem Fall werden die Gleichlaufwellen 27, 31 in je zwei Gleichlaufwellen 33, 34 aufgeteilt und jedes Paar von Gleichlaufwellen 33, 34 wird von einem eigenen Antriebsmotor 28 bewegt, der in diesem Fall wegen des erforderlichen Synchronlaufs der beiden Antriebsmotoren 28 als Servomotor ausgebildet ist. Ansonsten ist die Synchronisierung und Anlenkung der Laschen 23, 25 baugleich.A second embodiment of the device is in the 6 and 7 shown. It can be used for particularly fast movements of the clamping frame 2 and larger dimensions, if consequently the drive power of the drive motor 28 must be particularly high. In this case, the synchronizing shafts become 27 . 31 in two synchronizing shafts each 33 . 34 split and each pair of synchronizing shafts 33 . 34 is powered by its own drive motor 28 moved, in this case because of the required synchronous operation of the two drive motors 28 is designed as a servomotor. Otherwise, the synchronization and articulation of the tabs 23 . 25 identical.

Bei beiden Ausführungen ist eine exakte Gleichlaufeinrichtung für den oberen Spannrahmen 2 mit hoher Kraft in Schließstellung gegeben. Der Antriebsmotor 28 kann bei der Ausführung 1 als frequenzgestellter Drehstrommotor, als Torque-Motor oder vorzugsweise als Servomotor ausgebildet sein. Ein als Servomotor ausgebildete Antriebsmotor 28 ermöglicht eine besonders rasche Bewegung des Spannrahmens 2 und ein genaues Anfahren der vorgegebenen Position und ist bei der Ausführung 2 erforderlich.Both versions have an exact synchronization device for the upper clamping frame 2 given with high force in the closed position. The drive motor 28 can in the execution 1 be designed as a frequency-controlled three-phase motor, as a torque motor or preferably as a servomotor. A drive motor designed as a servomotor 28 allows a particularly rapid movement of the clamping frame 2 and a precise approach of the predetermined position and is in the execution 2 he conducive.

Eine Weiterbildung der Erfindung ist in 7 dargestellt. Sie bietet Vorteile, wenn die Höhe des Spannrahmens 2 je nach dessen Ausführung höhenmäßig unterschiedlich ist. Um dann das Maß B des Abstandes zwischen den Gleichlaufwellen 27, 31 bzw. 33, 34 und dem Drehpunkt 24 verändern zu können sind in jeder Lasche 25 mehrere Bohrungen 35 auf Abstand angeordnet, um durch entsprechende Umsteckung des Lagerbolzens, der den Drehpunkt 29 bildet, eine Verkürzung oder Verlängerung des Abstandes B zu erreichen.A development of the invention is in 7 shown. It offers advantages when the height of the tenter 2 depending on its execution is different in height. Then the dimension B of the distance between the synchronizing shafts 27 . 31 respectively. 33 . 34 and the fulcrum 24 to be able to change are in every tab 25 several holes 35 arranged at a distance to, by appropriate reconnection of the bearing pin, the pivot point 29 forms to achieve a shortening or lengthening of the distance B.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung, ebenfalls in 7 dargestellt, wird zum genauen Einstellen der Parallelität des oberen Spannrahmens 2 zum unteren Spannrahmen 3 an dem dem Drehpunkt 29 zugewandten Ende der Laschen 23 ein Gabelgelenk 36 angeordnet, das über ein einstellbares Gewinde 37 mit der Lasche 23 einstellbar und damit veränderbar verbunden ist. Auf diese Weise kann das Abstandsmaß B – Gleichlaufwellen 27, 31 bzw. 33, 34 zum Drehpunkt 24 – angepasst werden.According to one embodiment of the invention, also in 7 is shown, for accurately adjusting the parallelism of the upper clamping frame 2 to the lower clamping frame 3 at the pivot point 29 facing the end of the tabs 23 a fork joint 36 arranged, which has an adjustable thread 37 with the tab 23 adjustable and thus changeable connected. In this way, the distance measure B - synchronizing shafts 27 . 31 respectively. 33 . 34 to the fulcrum 24 - be adjusted.

Claims

Apparatus for deforming a heated sheet or sheet of thermoplastic material into a molded article comprising a heater, a sliding mold table for receiving a thermoforming mold, upper and lower clamping frames for clamping the heated sheet or sheet web portion and means for generating a differential pressure for deforming the plate or the foil web section, characterized in that the movement of the upper tenter frame ( 2 ) via a drive motor ( 28 ), the two intermeshing gears ( 26 . 32 ) synchronized synchronous shafts ( 27 . 31 ), whereby at the synchronizing shafts ( 27 . 31 ) two each or on the gears ( 26 . 32 ) one upper flap (s) each ( 25 ) are arranged, which, with one each on the support plate ( 22 ) of the upper clamping frame ( 2 ) hinged lower tab ( 23 ) in a fulcrum ( 29 ) are articulated / is.

Apparatus for deforming a heated sheet or sheet of thermoplastic material into a molded article comprising a heater, a sliding mold table for receiving a thermoforming mold, upper and lower clamping frames for clamping the heated sheet or sheet web portion and means for generating a differential pressure for deforming the plate or the Folienbahnabschnites, characterized in that the movement of the upper clamping frame ( 2 ) via two synchronously moved drive motors ( 28 ), each of two intermeshing gears ( 26 . 32 ) synchronized synchronous shafts ( 33 . 34 ), whereby at the synchronizing shafts ( 33 . 34 ) or on the gears ( 26 . 32 ) one upper flap each ( 25 ) is arranged, each with one on the support plate ( 22 ) of the upper clamping frame ( 2 ) hinged lower tab ( 23 ) in a fulcrum ( 29 ) is hinged.

Device according to claim 1 or 2, characterized in that upper and lower tabs ( 25 . 23 ) in each case in the closed position of the clamping frame ( 2 . 3 ) are in an extended position.

Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the distance (C) of the synchronizing shafts ( 27 . 31 . 33 . 34 ) is smaller than the distance of the pivot points ( 24 ), in which the lower flaps ( 23 ) on the support frame ( 22 ) are attached.

Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the drive motor ( 28 ) is designed as a servomotor.

Device according to Claim 1 or one of Claims 3 to 4, characterized in that the drive motor ( 28 ) is designed as a frequency converter controlled by a three-phase motor.

Device according to Claim 1 or one of Claims 3 to 4, characterized in that the drive motor ( 28 ) is designed as a torque motor.

Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that; that in the upper tabs ( 25 ) several holes ( 35 ) are arranged, in which the lower tabs ( 23 ) can be articulated.

Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that on the upper tab ( 25 ) facing the end of the lower flaps ( 23 ) via a thread ( 37 ) adjustable fork joint ( 36 ) is arranged.