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Die
Erfindung betrifft eine Formvorrichtung, insbesondere einen Corrugator,
zum Herstellen von profilierten Kunststoffrohren nach dem Oberbegriff des
Anspruchs 1. Sie betrifft. ferner eine Vorrichtung sowie ein Verfahren
zur Herstellung eines profilierten Kunststoffrohrs.
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Ein
gattungsgemäßer Corrugator in Modulbauweise ist
aus der
WO 91/03366 bekannt.
Bei dem bekannten Corrugator können unterschiedlich ausgestaltete
Module zur Herstellung der jeweils gewünschten Form z.
B. eines Wellrohrs miteinander kombiniert werden. Die Anforderungen
an die Genauigkeit in der Herstellung von profilierten Kunststoffrohren,
wie Wellrohren, sowie die Komplexität in der Geometrie,
insbesondere von Anschlussstücken und dergleichen, nehmen
ständig zu. Gleichzeitig werden geringere Losgrößen
von den Abnehmern verlangt. Das erfordert ein häufiges
und äußerst zeitaufwändiges Umrüsten
der Module des Corrugators. Zum Entfernen eines Moduls ist es beispielsweise
erforderlich, Vakuum- und Kühlleitungen sowie die benachbarten
Module zu demontieren. Dazu müssen üblicherweise
sämtliche Module von einer sie aufnehmenden Grundplatte
demontiert werden. Ein vergleichbarer Aufwand ist mit der Neumontage
verbunden.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, die Nachteile nach dem Stand der Technik zu
beseitigen. Es soll eine Formvorrichtung, insbesondere ein Corrugator, zum
Herstellen von profilierten Kunststoffrohren angegeben werden, der
schnell und einfach im Hinblick auf eine neue Geometrieanforderung
eines damit herzustellenden Bauteils angepasst werden kann.
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Diese
Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1, 30 und
31 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen
der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der Ansprüche
2 bis 29.
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Nach
Maßgabe der Erfindung ist vorgesehen, dass jedes Modul über
eine daran vorgesehene separate Grundplatte auf dem Rahmen abgestützt ist,
und dass eine Spanneinrichtung zum Verspannen der aneinander liegenden
Module vorgesehen ist. – Indem erfindungsgemäß jedes
Modul mit einer daran vorgesehenen separaten Grundplatte auf dem
Rahmen abgestützt ist, kann es schnell und einfach mit seiner
Grundplatte vom Rahmen abgehoben oder bezüglich des Rahmens
verschoben werden. Es ist nicht mehr erforderlich, jedes Modul von
einer sämtliche Module aufnehmenden gemeinsamen Grundplatte
zu demontieren bzw. nachfolgend wieder zu montieren. Des Weiteren
ist erfindungsgemäß eine Spanneinrichtung zum
Verspannen der aneinander liegenden Module vorgesehen. Damit ist
es möglich, die aneinander liegenden Module beispielsweise
in einer horizontalen Richtung zu einem festen Block zu verspannen,
der sich dann insgesamt auf den Rahmen abstützt. Dabei
kann die Spanneinrichtung besonders einfach ausgestaltet werden,
so dass ein Verspannen der Module schnell und einfach durchführbar
ist. Es entfällt damit der nach dem Stand der Technik erhebliche
Aufwand der Verschraubung der aneinander liegenden Module miteinander
sowie der Verschraubung der Module gegenüber der sie aufnehmenden
gemeinsamen Grundplatte. Damit können Umrüstzeiten
bei Corrugatoren erheblich vermindert werden.
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Im
Sinne der vorliegenden Erfindung werden unter ”Formbacken” herkömmliche
Formbacken verstanden, wie sie beispielsweise zur Herstellung von profilierten
Kunststoffrohren in Corrugatoren, verwendet werden. Beispielhaft
wird dazu auf den Inhalt der
DE 197 00 028 C2 verwiesen, welche beispielhaft geeignete
Formbacken offenbart. Derartige Formbacken können an ihrer
Wandung mit Unterdrucköffnungen zum Ansaugen des zu formenden
Materials versehen sein.
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Nach
einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Einlaufmodul
fest mit dem Rahmen verbunden und mittels der Spanneinrichtung das
zumindest eine stromabwärts in einer Herstellungsrichtung
nachfolgend anliegende Modul mit dem Einlaufmodul verspannbar. Indem
das Einlaufmodul fest mit dem Rahmen verbunden ist, ist die gesamte
Modulanordnung von vornherein relativ zum Rahmen immer in einer
festen Position angeordnet. Das erspart Justierarbeiten. Außerdem
lässt sich damit das Verspannen der Module und die Ausgestaltung
der Spanneinrichtung einfacher gestalten.
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In
einer einfachen Ausgestaltung weist der Corrugator lediglich ein
Einlauf- und ein damit verspanntes Auslaufmodul auf. Nach einer
komplexeren Ausgestaltung umfassen die Module auch Zwischenmodule,
welche wahlweise zwischen das Ein- und Auslaufmodul einschaltbar
und mit der Spanneinrichtung zwischen dem Einlauf- und dem Auslaufmodul verspannbar
sind. Die vorgeschlagene Formvorrichtung lässt sich also
universell durch wahlweise Zwischenschaltung von Zwischenmodulen
an eine weite Vielfalt vorgegebener Bauformen anpassen. Dabei bleibt
die Montage und die Verspannung der Module gleichwohl einfach und
leicht durchführbar.
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Nach
einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung weist die Spanneinrichtung
zumindest eine Spindel auf. Dabei ist die Spindel so ausgebildet, dass
zwischen dem Einlauf- und dem Auslaufmodul eine Zugspannung hergestellt
werden kann. Eventuell zwischen das Einlauf- und das Auslaufmodul
zwischengeschaltete Zwischenmodule können damit schnell
und einfach mit dem Einlauf- und Auslaufmodul zu einem Modulblock
verspannt werden.
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Die
Spanneinrichtung kann vorteilhafterweise in einem vom Rahmen umgebenen
Raum unterhalb der Module vorgesehen sein. In diesem Fall kann die
zumindest eine Spindel mit den Grundplatten der Ein- und Auslaufmodule
verbunden sein. Dazu können an den Grundplatten Befestigungsblöcke
vorgesehen sein, in denen die Spindel sowohl drehbar als auch in
einem Gewinde geführt ist, sodass damit das Ein- mit dem
Auslaufmodul verspannbar ist. Um eine besonders gleichmäßige
Verspannung der Module zu gewährleisten, können
in Längsrichtung zwei im Wesentlichen parallel zueinander verlaufende
Spindeln vorgesehen sein.
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Nach
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die Spanneinrichtung
zumindest einen Spanneinrichtungs-Motor zum Ver- und Entspannen der
Module. Sofern die Spanneinrichtung eine oder mehrere Spindeln aufweist,
ist vorzugsweise jeder der Spindeln ein Spanneinrichtungs-Motor
zugeordnet. Durch das Vorsehen des zumindest einen Spanneinrichtungs-Motors
kann das Verspannen der Module weiter erleichtert werden. Insbesondere
kann damit automatisch auch ein vorgegebenes Drehmoment zum Verspannen
der Module schnell und einfach aufgebracht werden, wodurch die Haltbarkeit des
Corrugators insgesamt verbessert wird.
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Nach
einer weiteren Ausgestaltung sind die Module über eine
Wellenlagerung auf dem Rahmen abgestützt. Dabei ist die
Wellenlagerung zweckmäßigerweise auf zwei in Längsrichtung
des im Wesentlichen rechteckig ausgebildeten Rahmens befestigt. Die
Wellenlagerung bildet eine Art Schienenführung, auf der
die Module zur Montage verschiebbar abgelegt werden können.
Sie können nachfolgend durch die Wirkung der Spanneinrichtung
auf der Wellenlagerung beispielsweise in Richtung des Einlaufmoduls zum
Verspannen bewegt werden.
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Zweckmäßigerweise
sind an den im Montagezustand einander anliegenden Kontaktflächen
der Module zueinander korrespondierende Zentriermittel zur horizontalen
und vertikalen Zentrierung der Module vorgesehen. Dabei handelt
es sich um zueinander korrespondierende Schrägflächen,
welche mit zunehmender Verspannung der aneinander liegenden Module
sich formschlüssig aneinander legen und so eine exakte
Ausrichtung der aneinander liegenden Module gewährleisten.
Die selbstzentrierende Ausgestaltung der Module trägt weiter
zu einer Vereinfachung und Beschleunigung des Umrüstens
der Formvorrichtung bei.
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Nach
einer weiteren Ausgestaltung sind die Grundplatten der Module in
ihrer Längserstreckung in Herstellungsrichtung geringfügig
kürzer ausgebildet als auf den Grundplatten aufgenommene
Baueinheiten. D. h. die Kontaktflächen der Baueinheiten weisen
einen geringen Überstand gegenüber den Grundplatten
auf. Damit wird beim Verspannen der Module sichergestellt, das zwischen
den Kontaktflächen eine kraftschlüssige Verbindung
sich ausbildet. Die Ausbildung einer kraftschlüssigen Verbindung der
einander benachbarten Grundplatten der Module wird dagegen vorteilhafterweise
vermieden.
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Nach
einer weiteren besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist unterhalb
der Grundplatten ein daran dichtend ansetzbarer Vakuumkanal vorgesehen, welcher
sich durchgehend in Herstellungsrichtung über eine Länge
mehrerer aneinander liegender Module erstreckt. Zweckmäßigerweise
sind in den Grundplatten Durchbrüche zur Herstellung einer
Unterdruckverbindung mit an den Formbacken vorgesehenen Ansaugöffnungen
vorgesehen. Vorteilhafterweise ist der Vakuumkanal vertikal aus
einer vom Rahmen im Wesentlichen umgebenen ersten Position in eine
von den Grundplatten beabstandete zweite Position unterhalb des
Rahmens verfahrbar. – Mit der vorgeschlagenen Ausgestaltung
entfällt bei einer mit Vakuum arbeitenden Formvorrichtung
die zeitaufwändige Demontage und Montage einer Mehrzahl separater
Vakuumleitungen an jedem Modul. Mit dem Vakuumkanal können
in einem Arbeitsgang beim Umrüsten der Formvorrichtung
die Module dichtend von oben an den Vakuumkanal angelegt und somit schnell
und einfach eine Vakuumverbindung mit den Modulen hergestellt werden.
In den Grundplatten der Module vorgesehene Durchbrüche
sind so ausgestaltet und angeordnet, dass sie vom Vakuumkanal übergriffen
und dadurch eine bis zu den Ansaugöffnungen der Formbacken
reichende Unterdruckverbindung schnell und einfach hergestellt werden
kann.
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Der
Vakuumkanal kann durch im Wesentlichen quer zur Herstellungsrichtung
verlaufende Trennwände in mehrere Segmente unterteilt sein.
Jedes Segment ist dabei zweckmäßigerweise mit
einer Vakuumquelle unter Zwischenschaltung eines Ventils verbunden.
Damit ist es möglich, die mit Vakuum beaufschlagte Länge
des Vakuumkanals in Anpassung an die jeweilige Modulkonfiguration
durch Auswahl einer geeigneten Anzahl vakuumbeaufschlagter Segmente
zu variieren. Abgesehen davon ist es auch möglich, jedes
Segment separat zu steuern oder zu regeln.
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Üblicherweise
befindet sich der Vakuumkanal in einer ersten Position, in der er
im Wesentlichen vom Rahmen umgeben und mit einer daran vorgesehenen
Dichtvorrichtung so angeordnet ist, dass die Module beim Aufsetzen
auf die Wellenlagerung mit ihrer Grundplatte dichtend auf der Dichteinrichtung des
Vakuumkanals aufliegen. Bei einer Fehlfunktion oder beim Anfahren
einer der Formvorrichtung stromaufwärts vorgeschalteten
Extrudiereinrichtung kann es erforderlich sein, dass der Modulblock
insgesamt schnell von einem Mundstück der Extrudiereinrichtung
entfernt werden muss. Zu diesem Zweck kann der Vakuumkanal vorteilhafterweise
aus einer vom Rahmen in Wesentlichen umgebenen ersten Position in
eine von den Grundplatten getrennten zweiten Position unterhalb
des Rahmens verfahren werden. Das ermöglicht eine Bewegung
des Modulblocks relativ zum Rahmen und weg vom Mundstück der
Extrudiereinrichtung.
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Des
Weiteren hat es sich als vorteilhaft erwiesen, dass eine Auslaufmodul-Grundplatte
des Auslaufmoduls einen in Herstellungsrichtung sich erstreckenden
Fortsatz zum Abdichten einer überschießenden Länge
des Vakuumkanals aufweist. Es kann also grundsätzlich bei
der Formvorrichtung ein Vakuumkanal verwendet werden, welcher sich
beispielsweise über einen wesentlichen Teil des vom Rahmen
umgebenen Innenraums in Längsrichtung erstreckt. Bei bestimmten
Modulkombinationen weist der Vakuumkanal eine überschießende
Länge auf, d. h. er erstreckt sich in Herstellungsrichtung über
das Auslaufmodul hinaus, wodurch der Vakuumkanal oder ein Segment
davon Falschluft ansaugen würde. Eine solche überschießende
Länge des Vakuumkanals kann in einigen Modulkombinationen
beispielsweise durch den vorgeschlagenen, sich von der Auslaufmodul-Grundplatte
erstreckenden Fortsatz vakuumdicht abgedichtet werden.
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Nach
einer weiteren Ausgestaltung weist das Auslaufmodul zwei einander
gegenüberliegend angeordnete, die jeweiligen Führungsabschnitte
umfassende Baueinheiten auf, welche relativ zur Auslaufmodul-Grundplatte
und im Wesentlichen parallel zur Herstellungsrichtung verstellbar
sind. Die vorgeschlagene separate Verstellbarkeit der Baueinheiten bezüglich
der Auslaufmodul-Grundplatte ermöglicht beispielsweise
eine separate Einstellung eines Spiels zwischen den Formbacken jeder
der in den Modulen umlaufenden Formbackenabfolgen. Zum Verstellen
jeder der Baueinheiten kann ein Stellantrieb vorgesehen sein. Der
Stellantrieb weist vorteilhafterweise eine in eine stromaufwärts
der Baueinheiten auf der Auslaufmodul-Grundplatte befestigte weitere
Baueinheit eingreifende weitere Spindel auf. Die auf der Auslaufmodul-Grundplatte
befestigte weitere Baueinheit kann ähnlich ausgebildet
sein, wie eine Baueinheit eines Zwischenmoduls. Mit dem Stellantrieb
kann also ein Abstand der verschiebbaren Baueinheiten relativ zur
weiteren Baueinheit eingestellt werden. Zum Bewegen der weiteren
Spindel kann ein Spindel-Motor vorgesehen sein. Als besonders vorteilhaft
hat es sich erwiesen, die Bewegungen des Spindel-Motors in Abhängigkeit
einer gemessenen Temperatur der Formbacken derart zu regeln, dass
zwischen der Abfolge der aufeinanderfolgenden Formbacken ein vorgegebenes
Spiel eingestellt wird.
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Nach
einer weiteren besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist an jeder
der Baueinheiten ein Zahnrad zum Eingriff in eine an der Oberseite
der Formbacken vorgesehene Zahnleiste angebracht, wobei das Zahnrad
so ausgerichtet ist, dass die Formbacken beim Verlassen eines durch
die stromaufwärtigen Vorlaufführungsabschnitte
vorgegebenen linearen Bewegungswegs im Wesentlichen senkrecht zur
Richtung des linearen Bewegungswegs zurückgezogen und damit
voneinander getrennt werden. Im Auslaufmodul ist zwischen den Baueinheiten
ein entgegen der Herstellungsrichtung verlaufender spitzer Keil
vorgesehen, mit dem die in den Zwischenmodulen aneinander liegend
geführten Formbacken zunächst in einem spitzen
Winkel voneinander getrennt und nachfolgend auf den gebogenen Führungsabschnitt
des Auflaufmoduls zum Zurückführen zum Einlaufmodul
gezwungen werden. Dabei tritt nach dem Stand der Technik das Problem auf,
dass die Formbacken beim Anlaufen an den Keil vom vorhergehenden
linearen Bewegungsweg abweichen und verkippen. Das kann das Ablösen
der Formbacken vom geformten Kunststoffrohr behindern und Schäden
im geformten Kunststoffrohr hervorrufen. Zur Überwindung
dieses Nachteils wird mit dem vorgeschlagenen Zahnrad sichergestellt,
dass die Formbacken auch bei einem Auflaufen auf die keilförmige
Schrägfläche des Auslaufmoduls sicher und zuverlässig
in einer Richtung senkrecht zum vorher beschriebenen linearen Bewegungsweg
zurückgezogen und damit ein komplikationsloses Entformen
sichergestellt wird. In diesem Zusammenhang ist es besonders vorteilhaft,
dass jeder Formbackenabfolge ein separates, nicht angetriebenes
Zahnrad zugeordnet ist. Es hat sich gezeigt, dass das Vorsehen eines
separaten Zahnrads für jede der Formbackenketten zu deutlich
bessern Ergebnissen führt, als beispielsweise die Verwendung
eines einzigen Zahnrads, welches gleichzeitig in die linke und die rechte
Formbackenabfolge eingreift.
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Der
Rahmen ist zweckmäßigerweise auf einem Tisch aufgenommen,
bei dem ein den Rahmen aufnehmender oberer Tischabschnitt bewegbar
auf einem auf dem Untergrund abgestützten unteren Tischabschnitt
aufgenommen ist. Das ermöglicht eine Justierung des oberen
Tischabschnitts relativ zum unteren Tischabschnitt und damit eine
Feineinstellung eines Abstands des Einlaufmoduls gegenüber einem
Mundstück einer stromaufwärts der Formvorrichtung
vorgeordneten Extrudiereinrichtung. Die Justierung einer Position
in Längsrichtung bzw. Herstellungsrichtung des oberen Tischabschnitts
gegenüber dem unteren Tischabschnitt kann ein weiterer Stellantrieb
vorgesehen sein. Der weitere Stellantrieb kann beispielsweise zwei
mit einem Spannschloss verbundene Spannschloss-Spindeln aufweisen.
Es können auch drei Spannschloss-Spindeln vorgesehen sein,
welche über zwei Spannschlösser miteinander verbunden
sind. Zum Antrieb des weiteren Stellantriebs kann ein Elektromotor
vorgesehen sein. Ferner können zur Justierung in einer
von der Längsrichtung abweichenden Richtung des oberen
Tischabschnitts relativ zum unteren Tischabschnitt Stellmittel,
vorzugsweise Stellschrauben oder dergleichen, vorgesehen sein. Solche
Stellschrauben sind zweckmäßigerweise an vier
Stützbeinen vorgesehen, mit denen der obere Tischabschnitt
auf dem unteren Tischabschnitt abgestützt ist.
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Nach
einer weiteren Ausgestaltung ist der Rahmen nach Art eines Schlittens
in Herstellungsrichtung verfahrbar auf dem oberen Tischabschnitt aufgenommen.
Im Betrieb ist der Rahmen üblicherweise in einer fest vorgegebenen
Position relativ zum oberen Tischabschnitt fixiert. Lediglich beim
Anfahren oder bei einer Fehlfunktion der Extrudiereinrichtung oder
einem nicht korrekten Zusammenwirken der Extrudiereinrichtung mit
der stromabwärts nachgerichteten Formvorrichtung wird eine
Verriegelung des Schlittens gelöst und damit kann der Rahmen
mit samt den darauf fixierten Modulen schnell und einfach vom Mundstück
der Extrudiereinrichtung weggefahren werden. Danach kann der Rahmen
wieder in seine ursprüngliche Position verschoben und dort fixiert
werden, so dass eine sofortige weitere Produktion stattfinden kann.
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Nach
einer weiteren Ausgestaltung sind am Auslaufmodul oder an einem
stromaufwärts davor vorgesehenen Zwischenmodul Sekundärantriebe zum
Antrieb der dem Rücklaufführungsabschnitt des Auslaufmoduls
zugeführten Formbacken mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit
vorgesehen. Insbesondere bei Formbackenabfolgen mit vielen Formbacken
kann es wegen deren Gewicht und einer im Betrieb sich mitunter ändernden
Gleitreibung zu unerwünschten Geschwindigkeitsfluktuationen
bei der Bewegung der Formbackenabfolgen kommen. Zur Vermeidung dieses
Problems können mit den erfindungsgemäß vorgeschlagenen
Sekundärantrieben die Formbacken zusätzlich im
Rücklaufführungsabschnitt in Richtung des Einlaufmoduls
angetrieben und damit ein am Einlaufmodul vorgesehener Primärantrieb
unterstützt werden. Jeder Sekundärantrieb umfasst
zweckmäßigerweise einen Sekundärantriebs-Motor,
dessen Bewegung in Abhängigkeit einer Geschwindigkeit eines
Primärantriebs regelbar ist. Damit wird sichergestellt,
dass die Formbacken sowohl im Vor- als auch im Rücklaufführungsabschnitt
möglichst mit derselben Geschwindigkeit fortbewegt werden.
Der Primärantrieb kann einen oder mehrere Primärantriebs-Motoren
umfassen. Die Sekundärantriebe sind mechanisch nicht gekoppelt.
Sie können also unabhängig von einander gesteuert oder
geregelt werden. Es kann aber auch eine gemeinsame Regelung für
beide Sekundärantriebe vorgesehen sein. Insgesamt kann
damit eine besonders gleichförmige Bewegung der Formbacken
im Vorlauf erreicht und die Qualität der damit erzeugten
Profile verbessert werden.
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Weiter
hat es sich als zweckmäßig erwiesen, dass eine
Schwenkvorrichtung zur wahlweisen Herstellung einer antriebsmäßigen
Verbindung des Sekundärantriebs-Motors mit der jeweiligen
Formbackenabfolge vorgesehen ist. Die Schwenkvorrichtung kann beispielsweise
nach Art einer Wippe ausgeführt sein. Damit ist es auf
besonders einfache Weise möglich, den Schwenkantrieb von
der Formbackenabfolge zu trennen und die Formvorrichtung umzurüsten.
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Nach
weiterer Maßgabe der Erfindung ist eine Vorrichtung zur
Herstellung von profilierten Kunststoffrohren vorgesehen, bei der
einer Extrudiereinrichtung zur Herstellung eines plastisch verformbaren
Kunststoffrohrs stromabwärts die oben erläuterte
erfindungsgemäße Formvorrichtung nachgeordnet
ist. Der Formvorrichtung kann stromabwärts weiterhin eine
Vorrichtung zur Aufnahme der hergestellten Kunststoffrohre nachgeordnet
sein. Es kann sich dabei beispielsweise um eine Haspel oder eine nachgeordnete
Einrichtung zum Ablängen der Kunststoffrohre auf eine vorgegebene
Länge und/oder zum Versehen mit Anschlussmitteln, O-Ringen
und dergleichen handeln.
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Nach
weiterer Maßgabe der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung
eines profilierten Kunststoffrohrs vorgesehen, bei dem die vorstehend
erläuterte erfindungsgemäße Formvorrichtung
verwendet wird.
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Nachfolgend
werden anhand der Zeichnungen Ausführungsbeispiele der
Erfindung naher erläutert. Es zeigen:
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1 eine
perspektivische Ansicht einer Formvorrichtung,
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2 eine
erste perspektivische Ansicht der Module gemäß 1,
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3 eine
zweite perspektivische Ansicht der Module gemäß 2,
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4 eine
perspektivische Ansicht eines Tischs der Formvorrichtung gemäß 1,
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5 eine
Querschnittsansicht im Bereich des Auslaufmoduls gemäß 1,
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6 eine
perspektivische Ansicht eines Zwischenmoduls,
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7 eine
Draufsicht auf ein Auslaufmodul,
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8 eine
Schnittansicht gemäß der Schnittlinie A-A in 7,
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9 eine
teilweise Draufsicht auf das Auslaufmodul gemäß 7,
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10 eine
perspektivische Ansicht der Module im Bereich des Auslaufmoduls,
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11 eine
perspektivische Ansicht wesentlicher Bestandteile einer Spanneinrichtung
und
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12 eine
perspektivische Ansicht wesentlicher Bestandteile eines weiteren
Stellantriebs.
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Bei
der in den 1 bis 5 gezeigten Formvorrichtung
umfasst ein Allgemein mit dem Bezugszeichen 1 bezeichneter
Tisch einen auf dem Untergrund abgestützten Untertisch 2 sowie
einen darauf abgestützten und relativ zum Untertisch 2 bewegbaren Obertisch 3.
Der Obertisch 3 weist an seiner Oberseite zwei in seiner
Längserstreckung parallel verlaufende Längsholme 4 auf,
an denen Führungsschienen 5 angebracht sind.
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Wie
insbesondere aus 5 ersichtlich ist, ist auf den
Führungsschienen 5 ein nach Art eines Schlittens
ausgebildeter Rahmen 6 über daran vorgesehene
Rollen 7 verfahrbar abgestützt. Auf dem Rahmen 6 sind
parallel zu einer Längsrichtung der Längsholme 4 Wellenlagerungen 8 montiert.
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Auf
den Wellenlagerungen 8 sind ein Einlaufmodul 9,
Zwischenmodule 10 und ein Auslaufmodul 11 abgestützt.
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Der
grundsätzliche Aufbau der Module 9, 10, 11 wird
beispielhaft aus dem in 6 perspektivisch gezeigten Zwischenmodul 10 deutlich.
Jedes der Module 9, 10, 11 weist eine
separate Grundplatte 12 auf, welche an ihrer Unterseite
zwei nutenartige Ausnehmungen 13 zum Eingriff in die Wellenlagerung 8 aufweist.
Dabei sind die nutenartigen Ausnehmungen 13 so ausgeführt,
dass die Module 9, 10, 11 auf den Wellenlagerungen 8 zu
Montage- bzw. Demontagezwecken in der Längsrichtung verschoben
werden können.
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Die
Grundplatte 12 des Zwischenmoduls 10 ist rechteckig
ausgestaltet. Auf der Grundplatte 12 ist eine kastenförmige
erste Baueinheit 14 montiert, welche einen zentralen Vorlaufkanal 15 sowie
zwei seitlich davon vorgesehene, im Wesentlichen parallel verlaufende
Rücklaufkanäle 16 definiert. Mit dem
Bezugszeichen 17 sind im Vorlaufkanal 15 Vorlaufführungsabschnitte
und mit dem Bezugszeichen 18 im Rücklaufkanal 16 vorgesehene
Rücklaufführungsabschnitte bezeichnet, welche
zum exakten Führen von (hier nicht gezeigten) Formbacken
dienen. Mit dem Bezugszeichen 19 sind Kanäle bzw.
Bohrungen bezeichnet, welche sich unterhalb, seitlich oder auch oberhalb
des Vorlauf- 15 und des Rücklaufkanals 16 parallel
zu dessen Längserstreckungen durch das Modul 9, 10, 11,
insbesondere das Zwischenmodul 10, erstrecken. Die Kanäle
bzw. Bohrungen 19 dienen der Durchführung eines
Kühlfluids, beispielsweise Wasser, oder dgl.. Im Bereich
der Bohrungen 19 sind Dichtungen vorgesehen, mit denen
die Bohrungen 19 beim Verspannen der Module 9, 10, 11 automatisch
abgedichtet werden. Mit der vorgeschlagenen Ausgestaltung ist es
also nicht erforderlich, beispielsweise zum Entfernen eines Zwischenmoduls 10 eine
Kühlfluidzu- oder abflussleitung zu demontieren.
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11 zeigt
in perspektivischer Ansicht die wesentlichen Bestandteile einer
Spanneinrichtung 20, welche zum Verspannen der Module 9, 10, 11 dient.
Die Spanneinrichtung 20 umfasst zwei Wellen 21,
welche in einem vom Rahmen 6 umgebenen Raum unterhalb der
Module 9, 10, 11 angeordnet sind (siehe 3).
Die Wellen können über daran vorgesehene Kettenritzel 23a und
eine Kette (hier nicht gezeigt) mechanisch gekoppelt sein. Sie sind mittels
erster Befestigungsblöcke 22 drehbar an einer
Unterseite der Grundplatte des Einlaufmoduls 9 befestigt.
Zweite Befestigungsblöcke 23, welche an einer
Unterseite der Grundplatte des Auslaufmoduls 11 befestigt
sind, weisen ein Gewinde, eine Spindelmutter oder dergleichen auf,
welche im Eingriff mit einem dazu korrespondierenden Außengewinde
(hier nicht gezeigt) ist, welches am Außenumfang der Wellen 21 vorgesehen
ist. An einem Einlaufmodul-seitigen Ende der Wellen 21 sind
Anschlussstücke 24 zum Anschluss der Wellen 21 an
einen (hier nicht gezeigten) ersten Antriebsmotor vorgesehen.
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Wie
insbesondere aus den 1 bis 3, 6, 7 und 10 ersichtlich
ist, weisen die Stirnseiten der Module 9, 10, 11 Zentriermittel 25 auf, welche
hier in Form korrespondierender abgestufter schräger Flächen
ausgebildet sind. Die Zentriermittel 25 sind so gestaltet,
dass die Module 9, 10, 11 beim Verspannen
mittels der Spanneinrichtung 20 sich exakt selbst zentrieren
und damit insbesondere eine präzise Flucht im Vorlaufkanal 15 herstellbar
ist. Dabei wirken die einander greifenden Flächen in einem oberen
Abschnitt der Kontaktfläche als horizontales Zentriermittel,
wohingegen die geringfügig über die Grundplatte 12 herausstehenden
Vorlauf- 17 und Rücklaufführungsabschnitte 18 als
vertikale Zentrierungen dienen.
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Wie
aus den 4 und 5 weiter
ersichtlich ist, erstreckt sich zwischen den Längsholmen 4 etwa
mittig entlang einer mit dem Pfeil H bezeichneten Herstellungsrichtung
ein Vakuumkanal 26, welcher an seiner Oberseite im Bereich
des (hier nicht gezeigten) Einlaufmoduls 9 erste rechteckige
Ansaugöffnungen 27 und im weiteren Verlauf zweite runde
Ansaugöffnungen 28 aufweist. Anstatt der ersten
rechteckigen Ansaugöffnung 27 können
auch sämtliche Ansaugöffnungen nach Art der zweiten runden
Ansaugöffnung 28 ausgebildet sein. Die Ansaugöffnungen 27, 28 und/oder
der Rand des Vakuumkanals 26 sind in herkömmlicher
Weise mit Dichtmitteln versehen, welche mit den darauf aufgesetzten
Grundplatten 12 der Module 9, 10, 11 eine
vakuumdichte Verbindung gewährleisten. Mit dem Bezugszeichen 29 ist
eine Hebevorrichtung bezeichnet, mit welcher der Vakuumkanal 26 von
einer ersten Position, in welcher er zumindest teilweise vom Rahmen 6 umgeben
ist (siehe 5), in eine zweite Position unterhalb
des Rahmens 6 abgesenkt werden kann, so dass der Rahmen 6 unbehindert
durch den Vakuumkanal 26 relativ zum Obertisch 3 entlang
der Führungsschienen 5 nach Lösen einer
hier nicht gezeigten Arretierung verfahren werden kann.
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An
einer Unterseite der Grundplatten 12 sind (hier nicht gezeigte)
Durchbrüche vorgesehen, welche in ihrer Ausgestaltung zu
den ersten 27 und/oder zweiten Ansaugöffnungen 28 korrespondieren,
so dass damit in herkömmlicher Weise eine Vakuumverbindung
mit den im Vorlauf geführten Formbacken hergestellt werden
kann.
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Die 5, 7, 8, 9 und 10 zeigen
eine vorteilhafte Ausgestaltung eines Auslaufmoduls 11.
Im Gegensatz zum Zwischenmodul 10, bei dem die Grundplatte 12 rechteckig
ausgebildet ist, weist das Auslaufmodul 11 eine Auslaufmodul-Grundplatte 30 mit
einer abweichenden Form auf. Die Auslaufmodul-Grundplatte 30 weist
insbesondere einen sich davon in Herstellungsrichtung H erstreckenden
Fortsatz 31 auf, dessen Breite größer als
eine Breite des Vakuumkanals 26 ist. Der Fortsatz 31 ist
so ausgebildet, dass er zum vakuumdichten Verschließen
einer in Herstellungsrichtung H überschießenden
Länge des Vakuumkanals 26 geeignet ist.
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Bei
der gezeigten Ausgestaltung des Auslaufmoduls 11 sind auf
der Auslaufmodul-Grundplatte 30 zwei nebeneinander liegende
zweite Baueinheiten 32 relativ zur Herstellungsrichtung
H längs verschiebbar aufgenommen. Stromaufwärts
der zweiten Baueinheiten 32 ist eine fest mit der Auslaufmodul-Grundplatte 30 verbundene
dritte Baueinheit 32a vorgesehen. Die dritte Baueinheit 32a kann
von ihrer Geometrie her beispielsweise ähnlich ausgestaltet sein,
wie die in 6 gezeigte erste Baueinheit 14.
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In
den Vorlaufkanal 15 erstreckt sich ein Keil 33,
gegen den die im Vorlaufkanal 15 zugeführten Formbacken
(hier nicht gezeigt) anlaufen und vom mit den aneinander liegenden
Formbacken geformten Formkörper gelöst werden.
Der Keil 33 weist in Herstellungsrichtung H (hier nicht
gezeigt) einen Durchbruch zum Abführen des mit den Formbacken geformten
Formteils auf. Der Vorlaufkanal 15 weist stromabwärts
des Keils 33 einen gebogenen Führungsabschnitt 34 auf,
in dem die (hier nicht gezeigten) Formbacken um etwa 180° umgelenkt
und dem Rücklaufkanal 16 zugeführt werden.
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Jede
der zweiten Baueinheiten 32 ist mit einem Stellantrieb 35 versehen,
welcher jeweils eine mit einem Spindel-Motor 36 verstellbare
Spindel 37 aufweist, die in ein an der dritten Baueinheit 32a vorgesehenes
Gewinde (hier nicht gezeigt) eingreift. Damit ist es möglich,
durch eine Rotation der Spindel 37 einen Abstand der zweiten
Baueinheiten 32 relativ zur dritten Baueinheit 32a zu
verändern und damit insgesamt die Länge des Vor- 15 und
Rücklaufkanals 16 zu verändern. Das ermöglicht
die Einstellung eines vorgegebenen Spiels zwischen den im Vor- 15 und
Rücklaufkanal 16 umlaufenden Formbackenabfolgen.
Zu diesem Zweck sind die Spindel-Motoren 36 zweckmäßigerweise
mit einer Regelung versehen, welche in Abhängigkeit einer
gemessenen Temperatur der Formbacken nach einem vorgegebenen Algorithmus
ein geeignetes Spiel einstellt. Jeder der Spindel-Motoren 36 kann
getrennt geregelt werden. Auch eine gemeinsame Regelung beider Spindel-Motoren 36 ist
möglich.
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Wie
weiter aus den 7 bis 10 ersichtlich
ist, weist jede der zweiten Baueinheiten 32 ein Zahnrad 38 auf,
welches nicht angetrieben und für sich genommen separat
drehbar auf einer Zahnradwelle gehalten ist. Die Flanken der Zahnräder 38 verlaufen
im Wesentlichen senkrecht zur Herstellungsrichtung H. Sie verlaufen
damit parallel zu Zahnleisten, welche an der Oberseite (hier nicht
gezeigter) der Formbacken vorgesehen sind. Indem beim Anlaufen der
Formbacken auf den Keil 33 die Zahnleisten in die Zahnräder 38 eingreifen,
wird ein unerwünschtes Verkippen oder Rotieren der Formbacken vermieden.
D. h. die Formbacken werden in einer Richtung im Wesentlichen senkrecht
zum vorhergehenden linearen Bewegungsweg vom damit geformten Formstück
weggezogen und voneinander getrennt. Indem die beiden Zahnräder 38 unabhängig voneinander
drehbar sind, wird eine besonders komplikationsfreie Verfahrensführung
erreicht.
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Wie
insbesondere aus den 1, 2, 3 und 10 ersichtlich
ist, weist die erfindungsgemäße Formvorrichtung
einen Primärantrieb 39 am Einlaufmodul 9 auf,
mit dem die Formbacken simultan dem Vorlaufkanal 15 zugeführt
werden. Ferner sind im Bereich des Auslaufmoduls 11 oder
eines sich daran mit einem geringen Abstand anschließenden
Zwischenmoduls 10 zwei Sekundärantriebe 40 vorgesehen,
deren weitere Zahnräder 41 in jeden der Rücklaufkanäle 16 eingreifen.
Insbesondere bei langen Corrugatoren kann mit derartigen Sekundärantrieben 40 die
Rücklaufbewegung der Formbacken in den Rücklaufkanälen 16 unterstützt
und insgesamt der Bewegungsablauf der Formbackenabfolgen besonders
gleichförmig gestaltet werden. Die Sekundärantriebe 40 können
mit einer weiteren Regelung versehen sein, mit der die Antriebsgeschwindigkeit der
Formbacken im Rücklaufkanal 16, z. B. in Abhängigkeit
einer Vorlaufgeschwindigkeit der Formbacken im Vorlaufkanal 15,
geregelt wird. Nach einer hier nicht gezeigten Ausgestaltung können
die Sekundärantriebe 40 schwenkbar am jeweiligen
Modul 9, 10, 11 oder am Rahmen 6 angebracht
sein, so dass die weiteren Zahnräder 41 schnell
und einfach außer Eingriff mit den Zahnleisten der Formbacken
gebracht werden können. Die Schwenkvorrichtung kann dabei
beispielsweise nach Art einer Wippe ausgeführt sein.
-
Die 1, 4, 5 und 12 zeigen u.
a. die Aufnahme und die Verstellbarkeit des Obertischs 3 relativ
zum Untertisch 2. Zur Justierung des Obertischs 3 in
der Herstellungsrichtung H ist ein weiterer Stellantrieb 42 vorgesehen,
welcher drei weitere Spindeln 43 umfasst, die über
zwei Spannschlösser 44 miteinander verbunden sind.
Indem eine der weiteren Spindeln 43 am Untertisch 2 und
eine andere der weiteren Spindeln 43 am Obertisch 3 fixiert
ist, kann durch Drehen der weiteren Spindeln 43 der Obertisch 3 gegenüber
dem Untertisch 2 verstellt werden. Zur Justierung in einer
von der Herstellungsrichtung H abweichenden Schrägrichtung
sind ferner Stellmit tel 45, beispielsweise Gewindebolzen,
vorgesehen, mit denen Beine 46 bzw. ein die Beine 46 verbindender
unterer Rahmen 47 in einer Richtung quer zur Herstellungsrichtung
H verstellbar ist. Damit ist es möglich, eine Position
des Einlaufmoduls 9 exakt bezüglich eines Mundstücks
einer (hier nicht gezeigten) stromaufwärts vorgeordneten
Extrudiereinrichtung einzustellen.
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Die
Funktion der gezeigten Formvorrichtung ist wie folgt:
Zum Umrüsten
der Formvorrichtung werden das Auslaufmodul 11 und ggf.
das zumindest eine Zwischenmodul 10 durch Lösen
der Spanneinrichtung 20 vom Einlaufmodul 9 getrennt.
Die Zwischenmodule 10 können nachfolgend einfach
von der Wellenlagerung 8 abgehoben werden. Dazu ist es
insbesondere nicht erforderlich, gesonderte Schraubverbindungen
für Vakuumanschlussschläuche oder sonstige Spannverbindungen
zu lösen. Nachfolgend werden dann die zu rüstenden
Zwischenmodule 10 auf der Wellenlagerung 8 montiert
und mittels der Spanneinrichtung 20 zwischen Ein- 9 und
Auslaufmodulen miteinander verspannt. Weitere Justierungen sind
dabei in der Regel nicht erforderlich, da das Einlaufmodul 9 fest mit
dem Rahmen 6 verbunden und gegenüber einer stromaufwärts
vorgelagerten Extrudiereinrichtung in Position bleibt.
-
Durch
die Stellantriebe 35 und die damit vorgesehene separate
Beweglichkeit der zweiten Baueinheiten 32 kann mit der
Regelung schnell und einfach automatisch ein geeignetes Spiel zwischen
den im Vorlaufkanal 15 und im Rücklaufkanal 16 aufgenommenen
Formbacken eingestellt werden.
-
Der
weitere Stellantrieb 42 ermöglicht im Zusammenwirken
mit den Stellmitteln 45 ferner eine schnelle und einfache
Justierung des Obertischs 3 gegenüber einer stromaufwärts
vorgelagerten Extrudiereinrichtung.
-
Der
gemeinsame sich über eine wesentliche Länge der
Herstellungsrichtung H zwischen den Längsholmen 4 erstreckende
Vakuumkanal 26 erleichtert wesentlich den Umrüstvorgang,
indem die Module 9, 10, 11 lediglich
durch dichtendes Anliegen am Vakuumkanal 26 vakuumdicht
daran angeschlossen werden können.
-
- 1
- Tisch
- 2
- Untertisch
- 3
- Obertisch
- 4
- Längsholm
- 5
- Führungsschiene
- 6
- Rahmen
- 7
- Rolle
- 8
- Wellenlagerung
- 9
- Einlaufmodul
- 10
- Zwischenmodul
- 11
- Auslaufmodul
- 12
- Grundplatte
- 13
- nutenartige
Ausnehmung
- 14
- erste
Baueinheit
- 15
- Vorlaufkanal
- 16
- Rücklaufkanal
- 17
- Vorlaufführungsabschnitt
- 18
- Rücklaufführungsabschnitt
- 19
- Bohrung
- 20
- Spanneinrichtung
- 21
- Welle
- 22
- erster
Befestigungsblock
- 23
- zweiter
Befestigungsblock
- 23a
- Kettenritzel
- 24
- Anschlussstück
- 25
- Zentriermittel
- 26
- Vakuumkanal
- 27
- erste
Ansaugöffnung
- 28
- zweite
Ansaugöffnung
- 29
- Hebevorrichtung
- 30
- Auslaufmodul-Grundplatte
- 31
- Fortsatz
- 32
- zweite
Baueinheit
- 32a
- dritte
Baueinheit
- 33
- Keil
- 34
- gebogener
Führungsabschnitt
- 35
- Stellantrieb
- 36
- Spindel-Motor
- 37
- Spindel-Kupplung
- 38
- Zahnrad
- 39
- Primärantrieb
- 40
- Sekundärantrieb
- 41
- weiteres
Zahnrad
- 42
- weiterer
Stellantrieb
- 43
- weitere
Spindel
- 44
- Spannschloss
- 45
- Stellmittel
- 46
- Bein
- 47
- unterer
Rahmen
- H
- Herstellungsrichtung
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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-
Zitierte Patentliteratur
-
- - WO 91/03366 [0002]
- - DE 19700028 C2 [0006]