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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Handhabung von in einem Formwerkzeug einer Thermoformvorrichtung hergestellten Formteilen aus thermoplastischem Kunststoff nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Aus der
DE 10 2004 050 917 A1 ist eine Vorrichtung zum Stapeln von Formteilen aus thermoplastischem Kunststoff bekannt, die eine Entnahmeeinrichtung aufweist, die Formteile aus dem Formwerkzeug entnimmt und anschließend auf einer Ablageeinrichtung ablegt. Außerdem ist eine Übergabeeinrichtung vorgesehen, die die auf der Ablageeinrichtung abgelegten Formteile aufnimmt und in eine Übergabestellung bringt, in der dann die Formteile von einer Stapeleinrichtung übernommen werden, die die Formteile auf einem Transportband stapelt.
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Die Entnahmeeinrichtung, die Übergabeeinrichtung und die Stapeleinrichtung sind hintereinander vor dem Formwerkzeug angeordnet. Für die Übergabe eines Formteils von dem Formwerkzeug auf das Transportband sind drei verschiedene Einrichtungen, nämlich die Entnahmeeinrichtung, die Übergabeeinrichtung und die Stapeleinrichtung erforderlich. Aus diesem Grund ist der technische Aufwand relativ hoch, insbesondere weil der Arbeitsablauf aller drei Vorrichtungen zueinander abgestimmt werden muss.
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Die
DE 195 09 057 C2 beschreibt ein Verfahren zum Überführen und Stapeln von aus einer thermoplastischen Kunststofffolie tiefgezogenen und ausgestanzten Behältern, die aus dem Formwerkzeug ausgestoßen und gestapelt werden. Bei dem Verfahren werden die ausgestoßenen Behälter an eine Aufnahmeplatte übergeben, die mit Halteeinrichtungen versehen ist. Dann werden die Behälter vor eine Saugplatte geschwenkt und an diese übergeben. Die an der Saugplatte gehaltenen Behälter werden zunächst horizontal und dann vertikal verschoben und schließlich auf einem Transportband abgesetzt. Der vertikale Hub der Saugplatte pro Takt um das Abstandsmaß zwischen zwei Behältern wird verringert, bis der Behälterstapel seine vorgegebene Anzahl an Behältern erreicht hat und dann wieder seinen maximalen Wert einnimmt.
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In der
DE 100 52 759 A1 ist eine Vorrichtung zum Stapeln von Teilen aus thermoplastischem Kunststoff offenbart, die einen Pufferkäfig, in den die aus einer erwärmten Folienbahn in einem Form-/Stanzwerkzeug geformten und ausgestanzten Teile übergeben werden, und einem an einem Träger schwenkbar um eine horizontale Achse gehaltenen Stapelkäfig umfasst, der zu verschieben ist und in den die Teile als Stapel aus dem Pufferkäfig überführt werden und mit dem die Teile zu einer Absetzstation geführt werden. Zwischen Träger und Stapelkäfig ist eine automatisch betätigbare Kopplungseinrichtung und eine Verschiebeeinrichtung vorgesehen, die den entkoppelten Stapelkäfig von einer Absetzstation in die Stapelentnahmestation weitertransportiert.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Handhabung von Formteilen aus thermoplastischem Kunststoff zu schaffen, die eine variable Ablage der Formteile mit relativ geringem konstruktivem Aufwand ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind Gegenstand der Patentansprüche 2 bis 6.
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Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden die Formteile von der Entnahmeeinrichtung übernommen und an die Übernahmeeinrichtung übergeben, die die Formteile direkt auf dem Förderband ablegt. Die Vorrichtung kann sehr variabel verwendet werden. Es ist z. B. möglich Sätze von Formteilen übereinander auf dem Förderband zu stapeln oder auch nebeneinander abzulegen. Die Formteile können auch mit dem Siegelrand nach unten abgelegt werden.
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Da die Entnahmeeinrichtung so ausgelegt ist, dass sie parallel und senkrecht zur Kippachse eines Formwerkzeugs verfahren werden kann, kann beispielsweise eine In-Mould-Labeling-Vorrichtung hinter dem Kippwerkzeug angeordnet werden, die Etiketten in die Kavitäten des Kippwerkzeugs einlegt, sobald die Formteile durch die Entnahmeeinrichtung aus den Kavitäten entnommen wurden und die Entnahmeplatte sich nicht mehr vor dem Kippwerkzeug befindet.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Handhabung kann Teil einer Thermoformanlage sein, die eine Thermoformvorrichtung umfasst, die ein Kippwerkzeug mit Kavitäten aufweist, aus denen die Formteile entnommen werden. Eine Entnahmestation, die die Entnahmeeinrichtung umfasst, und eine Übergabestation, die die Übernahmeeinrichtung umfasst, können seitlich versetzt zu dem Kippwerkzeug angeordnet sein.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand von Zeichnungen näher erläutert.
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Es zeigen:
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1 eine perspektivische Rückansicht einer Thermoformanlage mit einer Thermoformvorrichtung und einer Übergabestation,
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2 eine perspektivische Seitenansicht der Thermoformvorrichtung und der Übergabestation von 1,
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3 die Ansicht von 2, wobei sich eine Übernahmeplatte einer Ablegeeinheit in Übergabestellung und die Entnahmeplatte einer Entnahmeeinheit in ihrer Ausgangsstellung befindet,
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4 die Ansicht von 2, wobei die Entnahmeplatte in Entnahmestellung verfahren ist,
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5 die Ansicht von 2, wobei die Entnahmeplatte aus der Entnahmestellung verfahren worden ist,
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6 die Ansicht von 2, wobei die Entnahmeplatte in eine Übergabestellung verfahren ist,
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7 die Ansicht von 2 während der Bewegung der Übernahmeplatte in eine Ablegestellung und der Entnahmeplatte in die Ausgangsstellung,
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8 die Ansicht von 2 mit der Übernahmeplatte oberhalb einer Ablagestellung,
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9 die Ansicht von 2, wobei sich die Übernahmeplatte zu einer Ablagestellung bewegt,
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10 die Ansicht von 2, wobei sich die Übernahmeplatte zur Stapelung von Formteilen in Ablagestellung befindet,
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11 die Ansicht von 2, wobei sich die Übernahmeplatte zum Ablegen eines Satzes von Formteilen neben zuvor abgelegten Formteilen bewegt,
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12 die Ansicht von 11, wobei sich die Übernahmeplatte in Ablagestellung befindet,
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13 die Ansicht von 11, wobei sich die Übernahmeplatte in einer Stellung vor einer Drehung um eine vertikale Achse befindet,
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14 die Ansicht von 13 während einer Drehung der Übernahmeplatte,
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15 die Ansicht von 13 nach Drehung der Übernahmeplatte um 90°.
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In der in 1 gezeigten Rückansicht der Thermoformanlage ist rechts eine Thermoformvorrichtung 10 gezeigt, die ein um eine parallel zum Boden verlaufende Kippachse KA schwenkbares Kippformwerkzeug 12 mit einer Vielzahl von Kavitäten 14 (hier zwei parallele Reihen mit jeweils fünf Kavitäten) aufweist, in denen jeweils Formteile 24 aus thermoplastischem Kunststoff geformt werden.
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In der Rückansicht von 1 ist zu erkennen, dass nach links seitlich versetzt zu der Thermoformvorrichtung 10 eine Übergabestation 16 angeordnet ist, die Formteile 24 auf einem Endlosförderband 22 ablegt. Die Übergabestation 16 umfasst eine Ablegeeinheit 20 mit zwei im Abstand zueinander angeordneten vertikalen Stützen 38, 39, die parallel zur Kippachse KA des Kippformwerkzeugs 12 angeordnet sind. Rechts und links der Stützen 38 bzw. 39 sind sich senkrecht zur Kippachse KA erstreckende Führungsrahmen 26 und 28 angebracht, die in Richtung der Thermoformvorrichtung 10 bezüglich der Horizontalen leicht nach unten geneigt sind. An den Führungsrahmen 26, 28 ist jeweils ein Ende eines parallel zur Kippachse KA angeordneten Querträgers 30 verschieblich gelagert, so dass er in Längsrichtung der Führungsrahmen 26, 28 zwischen den Stützen 38, 39 und der Thermoformvorrichtung 10 geführt ist.
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Wie es die 1 bis 15 zeigen, ist an dem Querträger 30 zur Bildung einer Entnahmeeinheit 18 ein Horizontalschlitten 36 horizontal verschieblich zwischen den beiden Führungsrahmen 26, 28 geführt. Der Horizontalschlitten 36 erstreckt sich nach oben über den Querträger 30 hinaus. An seinem oberen Ende ist eine Drehwelle 34 drehbar gelagert, die sich von dem Horizontalschlitten 36 aus parallel zur Kippachse KA in 1 nach rechts erstreckt. An dem Horizontalschlitten 36 ist ein Drehantrieb 37 angeordnet, der über einen Antriebsriemen 35 die Drehwelle 34 antreibt. An dem von dem Horizontalschlitten 36 abgewandten Ende der Drehwelle 34 ist eine Entnahmeplatte 32 drehfest mit der Drehwelle 34 verbunden, die sich von dem Ende der Drehwelle 34 in 1 nach rechts erstreckt und vor dem Kippformwerkzeug 12 angeordnet ist, wenn sich der Horizontalschlitten 36 in seiner – in Rückansicht von 1 gesehen – rechten Endposition befindet, die in 3 gezeigt ist.
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Zur Entnahme der Formteile 24 aus dem Kippformwerkzeug 12 sind an der der Thermoformvorrichtung zugewandten Seite der Entnahmeplatte 32 gekühlte Entnahmedorne 33 im Muster der Kavitäten 14 angeordnet. Die Kühlung der Entnahmedorne 33 kann aktiv oder passiv erfolgen. Sie können aus Kunststoff oder Metall, z. B. Aluminium gefertigt sein. Je nach Anforderung kann aber auch auf eine Kühlung verzichtet werden.
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Die in 1 rechte Stütze 39 der Übergabestation 16 befindet sich – in der Rückansicht von 1 gesehen – angrenzend an die linke Seite des Kippformwerkzeugs 12. An den Stützen 38, 39 ist jeweils ein Vertikalschlitten 40, 41 in vertikaler Richtung vierfahrbar gelagert. In den Vertikalschlitten 40, 41 ist dahingegen jeweils ein Ende eines Drehzapfens 44 drehbar gelagert, dessen anderes Ende drehfest mit einer Traverse 46 verbunden ist. Der in 1 linke Drehzapfen 44 wird durch einen an dem linken Vertikalschlitten 40 angeordneten Drehantrieb 42 angetrieben, wodurch die Traverse 46 um die Achse des Drehzapfens 44 verschwenkt wird, die parallel zur Kippachse KA verläuft. Die Vertikalschlitten 40, 41 selbst sind mittels eines geeigneten Antriebs (nicht gezeigt) längs der Stützen 38, 39 vertikal vierfahrbar.
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Die Traverse 46 hat einen insgesamt rechteckigen Querschnitt, kann jedoch auch einen anderen, z. B. runden Querschnitt haben. Eine Drehachse 52 erstreckt sich von der unteren Fläche der Traverse 46 nach unten und ist um eine senkrecht zu der unteren Fläche verlaufende Drehachse drehbar gelagert, die durch die Mitte der unteren Fläche der Traverse 46 hindurchgeht. Für den Antrieb der Drehachse 52 ist an der oberen Fläche der Traverse 46 ein Drehantrieb 50 vorgesehen. Die Drehachse 52 erstreckt sich zunächst senkrecht zur unteren Fläche der Traverse 46 und weist an ihrem unteren Ende einen Endabschnitt 53 auf, der leicht in Richtung des Querträgers 30 geneigt ist. Am unteren Ende des Endabschnitts 53 ist eine Übernahmeplatte 48 zur Übernahme von Formteilen von der Entnahmeplatte 32 vorgesehen.
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Zwischen den Stützen 38, 39 ist unterhalb der Ablegeeinheit 20 ein Endlosförderband 22 angeordnet, dessen oberes Trum 23 horizontal verläuft.
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Im Folgenden wird die Funktionsweise der in den 1 bis 15 gezeigten Übergabestation 16 beschrieben:
In 2 befindet sich die Entnahmeplatte 32 der Entnahmeeinheit 18 in einer Ausgangsstellung vor dem Kippformwerkzeug 12 der Thermoformvorrichtung 10, wobei sich das Kippformwerkzeug 12 in einer Kippstellung befindet, in der in der Thermoformvorrichtung 10 Formteile aus thermoplastischem Kunststoff in den Kavitäten 14 ausgebildet werden. Der Horizontalschlitten 36 befindet sich dabei in seiner – in Rückansicht von 1 gesehen – rechten Endstellung auf dem Querträger 30.
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Die Übernahmeplatte 48 der Ablegeeinheit 20 befindet sich oberhalb eines Satzes von auf dem oberen Trum 23 des Förderbandes 22 in zwei parallelen Reihen abgelegten Formteilen 24.
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3 zeigt den Zustand nach Fertigstellung neuer Formteile 24 in der Thermoformvorrichtung 10. Das Kippformwerkzeug 12 ist in seine Entnahmestellung um die Kippachse KA gekippt, so dass die Kavitäten 14 den entsprechenden Entnahmedornen 33 der Entnahmeplatte 32 zugewandt sind, wobei die Mittelachsen der Kavitäten 14 und der entsprechenden Entnahmedorne 33 miteinander fluchten.
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In der Ablegeeinheit 20 ist die Traverse 46 mittels des Drehantriebs 42 nach vorne so verschwenkt, dass sich die Übernahmeplatte 48 in ihrer Übernahmestellung befindet.
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Nun wird der Querträger 30 zusammen mit dem Horizontalschlitten 36 und der Entnahmeplatte 32 in Richtung des Kippformwerkzeugs 12 linear verfahren, bis die gekühlten Entnahmedorne 33 in die Kavitäten 14 eingreifen. Die Entnahmeplatte 32 weist eine Saugeinrichtung auf, die nun eingeschaltet wird, um die Formteile 24 festzuhalten. Diese Stellung ist in 4 gezeigt.
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Anschließend wird, wie in 5 gezeigt, der Querträger 30 in Richtung der Ablegeeinheit 20 linear verfahren und gleichzeitig wird die Entnahmeplatte 32 zusammen mit den Formteilen 24 in Uhrzeigerrichtung (5) verschwenkt. Währenddessen wird auch der Horizontalschlitten 36 verfahren, bis schließlich die Entnahmeplatte 32 der Übernahmeplatte 48 so parallel und deckungsgleich gegenüberliegt, dass die Formteile 24 an der Übernahmeplatte 48 anliegen. Diese Übergabestellung ist in 6 gezeigt.
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Die Übernahmeplatte 48 umfasst ebenfalls eine Saugeinrichtung, die nun aktiviert wird, um die Formteile 24 festzuhalten. Die Saugeinrichtung der Entnahmeplatte 32 wird deaktiviert.
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7 zeigt die Bewegung der Entnahmeeinheit 18 zurück in ihre Ausgangsstellung. Gleichzeitig wird die Traverse 46 so wett verschwenkt, bis sich die festgehaltenen Formteile 24 oberhalb der zuvor abgelegten Formteile 24 befinden. Diese Stellung ist in 8 gezeigt.
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9 lässt erkennen, dass nun die Traverse 46 mittels der Vertikalschlitten 40, 41 vertikal nach unten mittels nicht gezeigten Antrieben verfahren wird, bis die in 10 gezeigte Stellung erreicht wird, in der die festgehaltenen neuen Formteile 24 auf die auf dem Förderband 22 bereits abgelegten Formteile 24 gestapelt werden. Anschließend wird die Ablegeeinheit 20 wieder in die in 3 gezeigte Übergabestellung bewegt.
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Es ist jedoch auch möglich, die Formteile 24 nicht übereinander zu stapeln, sondern jeweils nebeneinander auf dem Förderband 22 abzulegen. Dies ist in den 11 und 12 gezeigt. Hierzu wird das Förderband 22 nach Ablegen eines Satzes von Formteilen 24 einen vorherbestimmten Weg lang bewegt, so dass sich unterhalb der Übernahmeplatte 48 keine Formteile 24 befinden, wenn der nächste Satz von Formteilen 24 auf dem Förderband 22 abgelegt wird. Schließlich ist es auch möglich, Sätze von Formteilen 24 übereinander zu stapeln und zwischendurch einen Satz oder mehrere Sätze nebeneinander abzulegen, dessen bzw. deren Formteile 24 dann einer Qualitätsprüfung unterzogen werden können.
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In den 13 bis 15 ist eine weitere Möglichkeit des Ablegens der Formteile 24 gezeigt. Mittels des Antriebs 50 wird die Drehachse 52 und mit ihr die Übernahmeplatte 48 um 90° verdreht, bevor die Formteile 24 auf dem Förderband 22 abgelegt werden. Abhängig von der gewünschten Anordnung der Formteile 24 auf dem Förderband 22 kann die Übernahmeplatte 48 auch um 180° gedreht werden, bevor die Formteile 24 auf dem Förderband 22 abgelegt werden.
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Es ist auch möglich, die Übernahmeplatte 48 um 180° zu drehen, falls dies erforderlich ist.
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Bei der in den 1 bis 15 dargestellten Thermoformanlage sind die Übergabestation 16 und insgesamt die Entnahmeeinheit 18 seitlich versetzt zu dem Kippwerkzeug 12 angeordnet. Nur die Entnahmeplatte 32 befindet sich bei bestimmten Arbeitsschritten vor dem Kippwerkzeug 12. Dies ermöglicht es, den Raum neben der Übergabestation 16 und in Flucht mit dem Kippwerkzeug 12 für andere Zusatzvorrichtungen zu nutzen. Beispielsweise kann eine In-Mould-Labeling-Vorrichtung hinter dem Kippwerkzeug 12 angeordnet werden, die Etiketten in die Kavitäten 14 des Kippwerkzeugs 12 einlegt, sobald die Formteile 24 durch die Entnahmeeinrichtung 18 aus den Kavitäten 14 entnommen wurden und die Entnahmeplatte 32 sich nicht mehr vor dem Kippwerkzeug 12 befindet.
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Falls solche Zusatzvorrichtungen nicht erforderlich sind, können die Entnahmeeinrichtung 18 und die Übergabestation 16 auch vor dem Kippwerkzeug 12 angeordnet werden.
