DE102010002896A1

DE102010002896A1 - Vorrichtung zur Herstellung eines Schaumformteils in einem Formwerkzeug

Info

Publication number: DE102010002896A1
Application number: DE102010002896A
Authority: DE
Inventors: Jürgen Lause; Paul Hilbers
Original assignee: Frimo Group GmbH
Current assignee: Frimo Group GmbH
Priority date: 2010-03-16
Filing date: 2010-03-16
Publication date: 2011-09-22
Anticipated expiration: 2030-03-17
Also published as: DE102010002896B4

Abstract

Vorrichtung zur Herstellung eines Schaumformteils in einem Formwerkzeug, umfassend einen Werkzeugträger (1) mit einem Werkzeugunterteil (2) und einem motorisch davon abhebbaren und um seine Querachse (3) schwenkbaren Werkzeugoberteil (4), wobei an dem Werkzeugträger (1) neben dem Werkzeugoberteil (4) ein Mischkopf (5) vorgesehen ist und wobei der Mischkopf (5) alternativ zu dem Werkzeugoberteil 4 durch eine Schwenkung des Werkzeugträgers (1) um die Querachse (3) in eine Einfüllposition oberhalb des Werkzeugunterteils (2) überführbar ist.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung eines Schaumformteils in einem Formwerkzeug, umfassend einen Werkzeugträger mit einem Werkzeugunterteil und einem motorisch davon abhebbaren und um zumindest seine Querachse schwenkbaren Werkzeugoberteil.
Stand der Technik
Eine solche Vorrichtung gelangt bei der Herstellung dünnwandiger Armaturentafeln und Seitenwandverkleidungen von Kraftfahrzeugen zur Anwendung. Dabei ist der schwere Mischkopf unabhängig von der Vorrichtung separat gelagert und er wird vor oder nach dem Einlegen der gewünschten Verstärkungsteile in das Formwerkzeug und gegebenenfalls dem Schließen des Formwerkzeugs über dessen Einfüllöffnung gebracht und betätigt. Die separate Anbringung des Mischkopfes erfordert einen separaten Aufwand.
In Bezug auf die Herstellung dünnwandiger Formteile ist es oftmals erforderlich, das Reaktionsgemisch bei noch offenem Formwerkzeug gezielt in dem Werkzeugunterteil zu verteilen und das Formwerkzeug danach zu schließen. Beides muss wegen der parallel dazu einsetzenden; chemischen Reaktion des Rektionsschaums sehr schnell erfolgen, wenn Ausschussprodukte vermieden werden sollen. Daher wird in solchen Fällen der Mischkopf mit Hilfe eines Manipulators, gewöhnlich eines 6-Achs-Roboters, in der erforderlichen Weise über das Werkzeugunterteil gebracht und verschoben. Derartige Manipulatoren sind mit einem erheblichen Investitionsaufwand verbunden. Außerdem gehen von dem beim Eingießen und Verteilen des Reaktionsgemisches in das Werkzeugunterteil mit hoher Geschwindigkeit bewegten Mischkopf und den damit verbundenen Teilen des Roboters erhebliche Verletzungsgefahren für das Bedienpersonal aus, was wenig befriedigend ist.
Die eingangs genannte Vorrichtung ist aus der EP 0510406 B1 bekannt. Das Werkzeugoberteil ist dabei zur erleichterten Beschickung motorisch von dem Werkzeugunterteil abhebbar und in eine ergonomisch günstige Position schwenkbar. Auf ein Beschicken der Vorrichtung mit Reaktionsschaum wird nicht eingegangen.
Darstellung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine solche Vorrichtung derart weiter zu entwickeln, dass sich der Aufbau der Vorrichtung vereinfacht, die Effizienz der Vorrichtung steigt, die Sicherheit der Vorrichtung erhöht und das Verletzungsrisiko für umstehende Personen sinkt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Verfahren der eingangs genannten Art durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 gelöst. Auf vorteilhafte Weiterbildungen nehmen die Unteransprüche Bezug.
Danach ist es vorgesehen, dass an dem Werkzeugträger neben dem Werkzeugoberteil ein Mischkopf vorgesehen ist und dass der Mischkopf alternativ zu dem Werkzeugoberteil durch eine Schwenkung des Werkzeugträgers um eine Achse, insbesondere die Querachse des Werkzeugträgers, in eine Einfüllposition oberhalb des Werkzeugunterteils überführbar ist. Es bedarf daher keiner separaten Installation des Mischkopfes mehr, um das Formwerkzeug zur Herstellung von Formteilen zu verwenden. Auf diese Weise ist es aufgrund der räumlichen Nähe des Mischkopfes zu dem Werkzeugunterteil möglich, das Reaktionsgemisch besonders effizient vorzusehen, insbesondere einzugießen und den Aufbau der Vorrichtung wesentlich zu vereinfachen. Ferner erhöht sich die Sicherheit für umstehende Personen, da auf den Manipulator, insbesondere den 6-Achs-Roboter, verzichtet werden kann.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung ist es vorgesehen, dass der Mischkopf parallel zu der Querachse verschiebbar an dem Werkzeugträger gelagert ist. Er kann dadurch nicht nur an einer definierten Stelle über das Werkzeugunterteil gebracht, sondern zusätzlich darüber so verschoben werden, dass das Reaktionsgemisch in den verschiedenen Teilbereichen des Formunterteils in einer nach Bedarf gegebenenfalls unterschiedlichen Weise verteilt wird. Zweckmäßig ist der Mischkopf motorisch verschiebbar, beispielsweise durch einen mit einem Spindeltrieb oder einem Kettentrieb zusammenwirkenden Servomotor.
Ferner kann eine Steuerung vorgesehen sein, die es erlaubt eine Schwenkung und/oder das Anheben oder Absenken des Werkzeugträgers und/oder eine Verschiebung des Mischkopfes durchzuführen. Hierdurch gelingt es nicht nur schneller sondern auch zumeist auch präziser, das Reaktionsgemisch in optimaler Weise in dem Werkzeugunterteil zu verteilen.
Zweckmäßig erlaubt es die Steuerung zusätzlich oder alternativ, den Mischkopf bedarfsgemäß zu betätigen, was für die exakte Dosierung der Menge des in das Werkzeugunterteil eingegebenen Reaktionsgemisches von Vorteil ist. Die exakte Einhaltung der Menge ist nicht nur aus wirtschaftlichen Gründen wichtig sondern auch im Hinblick auf die massenhafte Herstellung von Formteilen in einer übereinstimmenden Dichte und Qualität.
Dabei geht die Erfindung von der Erkenntnis aus, dass die Werkzeugträger moderner Formwerkzeuge aus ergonomischen Gründen ohnehin bereits mit mindestens 3 Fahrachsen zur Bewegung des Werkzeugoberteils und des Werkzeugunterteils sowie mit einer Steuerung der Bewegungsabläufe ausgestattet sind. Es ist daher nur ein überschaubarer Investitionsaufwand erforderlich, um die Verwendungsmöglichkeiten eines solchen Werkzeugträgers im Sinne der Erfindung zu erweitern.
Die bisherigen Beweglichkeiten des Werkzeugoberteils und des Werkzeugunterteils werden dabei beibehalten und damit zugleich die bisherige Zugänglichkeit des Formwerkzeugs beim Einlegen von Verstärkungsteilen und beim Entnehmen der fertigen Werkstücke.
Ergänzend ergibt sich nun der Vorteil, dass das Befüllen und Verteilen des Reaktionsgemisches in dem geöffneten Formwerkzeug unter Ausnutzung der Möglichkeiten, den Mischkopf über jeder gewünschten Stelle Werkzeugunterteils in jeder gewünschten Höhe darüber zu positionieren und zu betätigen, indem man den Werkzeugträger schwenkt, anhebt oder absenkt bzw. den Mischkopf parallel zur Querachse an dem Werkzeugträger hin- oder herverschiebt, wobei sämtliche Vorgänge programmgesteuert automatisierbar sind. Dies alles ist somit ohne einen separaten Industrieroboter und ohne eine separate Steuerung erreichbar.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
2 zeigt eine vereinfachte Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, in einer Zwischenstellung zwischen einer Einfüllposition und einer Bearbeitungsposition, und
3 zeigt eine vereinfachte Vorderansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Ausführliche Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform
In den 1 bis 3 ist eine beispielhafte Ausbildung der Vorrichtung schematisch wiedergegeben. Die Vorrichtung wird im Folgenden näher erläutert.
Die gezeigte Vorrichtung dient zur Herstellung eines Schaumformteils in einem Formwerkzeug, umfassend einen Werkzeugträger 1, der schwenkbar an einem Maschinengestell 1.1 gelagert ist. An dem Werkzeugträger 1 ist ein Werkzeugoberteil 4 festgelegt und mit diesem zusammen um die sich senkrecht zur Bildebene erstreckende Querachse 3 schwenkbar.
In dem Maschinengestell 1.1, welches in 1 stark vereinfacht dargestellt ist, ist ein Werkzeugunterteil 2 auf einem Hilfsträger 2.1 motorisch vertikal anhebbar und absenkbar gelagert. Der Hilfsträger 2.1 kann auch nach vorn schwenkbar ausgebildet sein, um die Zugänglichkeit beim Einlegen von Hilfsträgern in das Werkzeugunterteil und beim Entnehmen fertiger Werkstücke daraus zu verbessern. Der zur Anwendung gelangende Motor 6 kann beispielsweise eine druckmittelbeaufschlagbare Kolben-Zylindereinheit sein.
An dem Werkzeugträger 1 ist neben dem Werkzeugoberteil 4 ein Mischkopf 5 befestigt, dessen Austrittsdüse 5.1 in der dargestellten Position nach oben zeigt. Andere Anordnungen des Mischkopfes 5 an dem Werkzeugträger 1 oder auch an dem Werkzeugoberteil 4 sind ebenfalls möglich.
Der Mischkopf 5 ist alternativ zu dem Werkzeugoberteil 4 durch eine Schwenkung des Werkzeugträgers 1 um die Querachse 3 in eine Einfüllposition oberhalb des Werkzeugunterteils 2 überführbar, in der die Austrittsdüse 5.1 nach unten in Richtung des geöffneten Werkzeugunterteils 2 zeigt. Dieser Übergangszustand wird in 2 dargestellt. Der gekrümmte Pfeil in dieser Figur stellt dabei die Schwenkbewegung beim Schwenken in die Einfüllposition bzw. in die Bearbeitungsposition dar.
Bei dem Ausführungsbeispiel ist der Mischkopf 5 parallel zu der Querachse 3 durch einen mit einem Spindeltrieb 9 zusammenwirkenden Elektromotor 8 verschiebbar an dem Werkzeugträger 1 gelagert. Seine Austrittsdüse 5.1 kann dadurch in Verbindung mit der Möglichkeit, den Abstand von dem Werkzeugunterteil 2 zu vergrößern oder zu verkleinern bzw. den Werkzeugträger 1 nach vorn und hinten zu schwenken über jede gewünschte Position des Werkzeugunterteils 2 gebracht werden. Dies ermöglicht es, das Werkzeugunterteil 2 in jeder gewünschten Weise mit dem Reaktionsgemisch zu befüllen. Zusätzlich kann es vorgesehen sein, dass der Mischkopf 5 auch geneigt werden kann.
Im Allgemeinen ist eine Steuerung vorgesehen, die es erlaubt, eine Schwenkung und/oder das Anheben oder Absenken des Werkzeugträgers 1 und/oder eine Verschiebung des Mischkopfes 5 parallel zur Querachse 3 nach Bedarf durchzuführen. Dabei ist es mit keinem besonderen Aufwand verbunden, in die Steuerung eine Betätigung des Mischkopfes 5 und der Austrittsdüse 5.1 des Mischkopfes 5 zu integrieren.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 0510406 B1 [0004]

Claims

Vorrichtung zur Herstellung eines Schaumformteils in einem Formwerkzeug, umfassend einen Werkzeugträger (1) mit einem Werkzeugunterteil (2) und einem motorisch davon abhebbaren und um zumindest eine Achse (3) schwenkbaren Werkzeugoberteil (4), dadurch gekennzeichnet, dass an dem Werkzeugträger (1) neben dem Werkzeugoberteil (4) ein Mischkopf (5) vorgesehen ist und dass der Mischkopf (5) alternativ zu dem Werkzeugoberteil (4) durch eine Schwenkung des Werkzeugträgers (1) um die Achse (3) in eine Einfüllposition oberhalb des Werkzeugunterteils (2) überführbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugträger (1) um eine Querachse (3) schwenkbar ist, um den Mischkopf (5) alternativ zu dem Werkzeugoberteil (4) in eine Einfüllposition oberhalb des Werkzeugunterteils (2) zu überführen.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Mischkopf (5) parallel zu der Querachse (3) motorisch verschiebbar an dem Werkzeugträger (1) gelagert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerung vorgesehen ist, die es erlaubt eine Schwenkung und/oder das Anheben oder Absenken des Werkzeugträgers (1) und/oder eine Verschiebung des Mischkopfes (5) durchzuführen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass es die Steuerung erlaubt, den Mischkopf (5) zu betätigen.