DE102013109859A1

DE102013109859A1 - Verfahren und Formpresse zur Reinigung eines Werkzeuges im Zuge der Herstellung von Formteilen

Info

Publication number: DE102013109859A1
Application number: DE201310109859
Authority: DE
Inventors: Jochen Hörnle
Original assignee: Dieffenbacher GmbH Maschinen und Anlagenbau
Current assignee: Dieffenbacher GmbH Maschinen und Anlagenbau
Priority date: 2013-09-09
Filing date: 2013-09-09
Publication date: 2015-03-12

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Formpresse zur Herstellung von Formteilen mit einem Pressenrahmen (18) und einem Werkzeug bestehend zumindest aus zwei äquivalenten Matrizen (5, 6) und einer Patrize (7), wobei die Matrizen (5, 6) an jeweils auf Schienen (16) verfahrbaren Wagen (2, 3) und die Patrize (7) an einem Stößel (13) angeordnet sind, und jeweils eine Matrize (2, 3) und die Patrize (7) mittels eines Antriebes (11) der Formpresse (1) zueinander in eine offene und eine geschlossene Stellung zur Herstellung eines Formteiles (22) verfahrbar angeordnet sind. Die Aufgabe besteht darin die Reinigung eines Werkzeuges gegenüber dem Stand der Technik schneller, einfacher und betriebssicherer durchzuführen. Die Erfindung besteht darin, dass in der Formpresse (1) zumindest eine Reinigungsvorrichtung (10) mit mittels einer Stellvorrichtung (17) Reinigungsmittel (15) zur Reinigung der Matrize (5, 6) und/oder der Patrize (7) angeordnet ist, wobei die Reinigungsvorrichtung (10) im Wesentlichen zwischen den Wagen (2, 3) derart beweglich angeordnet ist, dass diese zur wechselseitigen Reinigung der Patrize (7) und einer Matrize (5, 6) geeignet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung eines Werkzeuges im Zuge der Herstellung von Formteilen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, und eine Formpresse zur Reinigung eines Werkzeuges im Zuge der Herstellung von Formteilen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 9.
Halbzeuge oder Bauteile aus Kunststoff werden in der Regel mittels zweiteiliger Formwerkzeugen hergestellt. Die beiden Teile der Formwerkzeuge werden dabei als Matrizen/Patrizen-System verwendet und zueinander in eine geschlossene Stellung verbracht, wobei der in die Form eingelegte oder während der Schließstellung eingespritzte Kunststoff aushärtet und das Produkt bildet. Insbesondere faserverstärkte Verbundwerkstoffe sind namentlich meist über das Herstellungsverfahren definiert, also beispielsweise als IMC (injection moulding compound), SMC (sheet moulding compound) bekannt. Ein anderes Beispiel zur Herstellung von faserverstärkten Verbundwerkstoffen ist das RTM (resin transfer molding) Verfahren. Es ist insbesondere bei diesem Verfahren üblich, nach der Herstellung des Kunststoffteiles und während der Öffnungsstellung der Presse das Werkzeug regelmäßig zu reinigen. Insbesondere ist es aber notwendig, gerade bei Anwendung eines mittels Überdruck arbeitenden Herstellungsverfahrens, bspw. des SMC-Verfahrens, die Tauchkante (dichtende Kante) respektive beim RTM-Verfahrens die Dichtung des Werkzeuges, sehr genau zu reinigen, weil geringste Undichtigkeiten während der Herstellung (Unterdruck, Überdruck) das Fließverhalten des Kunststoffes verändern und somit Ausschuss anstelle eines ordentlichen Bauteiles produzieren. Auch ergibt sich aufgrund des hohen Pressdruckes die Möglichkeit, dass das Werkzeug, insbesondere bei filigranen Werkzeugkanten, irreparabel verformt wird. Auch können durch Produktrückstände des vorangegangenen Presszyklus durch fehlende oder mangelhafte Reinigung auch zu einem Bauteilausschuss führen.
Aus dem Stand der Technik sind eine Vielzahl an Möglichkeiten zur Reinigung dieser Werkzeuge, respektive deren Tauchkanten, Abdichtungen, Oberflächen, Werkzeugkonturen bekannt geworden:
DE 697 09 103 T2 zeigt eine Verbesserung an einer Spritzgiessmaschine mit einer integrierten Formbürsteneinheit, die quer rotierende Bürsten zum Bürsten über die Formoberflächen enthält. EP 1 055 496 A2 zeigt ein, bei einer Kunststoffpresse nicht praktikables, Reinigungssystem für Formen, das eine mehrteilige Werkzeughälfte bedingt, da das Reinigungsmittel an dem Stempel/Stößel der Presse angeordnet ist.
Zwar sind die Reinigungsmöglichkeiten in der Regel effektiv, aber gerade bei hohen Stückzahlen, wie aus der Automobilindustrie gefordert, ist es essentiell kurze Taktzyklen zu generieren. Kurze Taktzyklen bedingen aber auch eine kurze Reinigungszeit die entweder unter mangelhaften Reinigungsergebnissen leidet (meist mangelhafte Reinigungsleistung durch Anbackungen oder fehlende Effizienz beim Abtransport der Reinigungsrückstände) oder bei guten Reinigungsergebnissen, in der Regel bedingt durch eine massive Reinigungsleistung (hohe Drehzahlen, hoher Druck), zur Verschmutzung umliegender Anlagenteile und hoher Lärmbelastung führt. Alternativ wird auch eine überhöhte Anzahl an Reinigungsgeräten eingesetzt, die in der Regel teuer in der Anschaffung sind und zusätzlich auch noch genau auf das Werkzeug selbst angepasst werden müssen
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Formpresse, insbesondere zur Verwendung bei einem RTM-Verfahren, zu schaffen, bei dem die Reinigung eines Werkzeuges, bestehend aus zumindest einem Matrize/Patrize-Systems gegenüber dem Stand der Technik schneller, einfacher und/oder betriebssicherer durchgeführt werden kann und dabei weniger anlagentechnischer Aufwand in maschinen- und steuerungstechnischer Hinsicht betrieben werden muss. Gleichzeitig soll die Zykluszeit und die Reproduzierbarkeit guter Qualität gegenüber dem bekannten Stand der Technik verbessert werden.
Insbesondere soll es die Erfindung ermöglichen, dass während der Reinigung eines Teils eines Matrize/Patrize-Systems sinnvolle und notwendige Tätigkeiten des Produktionsprozesses durchgeführt werden können und dass die Reinigung respektive deren Ergebnis (Abfälle, Verschmutzung) dabei keine schädlichen Einflüsse auf den Produktionsprozess oder umliegende Anlagenteile nehmen können.
Die erfindungsgemäße Aufgabe für das Verfahren wird durch ein Verfahren nach den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Reinigung eines Werkzeuges im Zuge der Herstellung von Formteilen wird in einer Formpresse mit einem Pressenrahmen durchgeführt, wobei das Werkzeug der Formpresse zumindest aus zwei äquivalenten Matrizen an jeweils einem verfahrbaren Wagen und einer Patrize an einem Stößel besteht, die mittels eines Antriebes der Formpresse zueinander in eine offene und eine geschlossene Stellung verfahrbar angeordnet sind und wobei eine Reinigungsvorrichtung im Wesentlichen zwischen den beiden Wagen verfahren wird und zur Reinigung des Werkzeuges Reinigungsmittel mittels einer Stellvorrichtung in Eingriff mit der Matrize und/oder der Patrize bringt. Dabei werden die folgenden Verfahrensschritte aus einer Startposition heraus durchgeführt, in der sich der erste Wagen in einer ersten Position außerhalb der Formpresse und der zweite Wagen sich in einer zweiten Position innerhalb der Formpresse nach einer erfolgreichen Umformung mit einem fertigen Formteil befindet und die Reinigungsvorrichtung in einer ersten Reinigungsposition für den ersten Wagen angeordnet ist (7a):

– der zweite Wagen fährt aus der zweiten Position in eine dritte Position außerhalb der Formpresse zur Abgabe des fertigen Formteils wobei gleichzeitig die Reinigungsvorrichtung aus einer ersten Reinigungsposition in eine zweite Reinigungsposition innerhalb der Formpresse verfährt und die Patrize reinigt (7b),
– nach der Reinigung der Patrize verfährt die Reinigungsvorrichtung in die dritte Reinigungsposition und reinigt die Matrize auf dem zweiten Wagen, während der erste Wagen mit einer gereinigten Matrize in die Formpresse auf die zweiten Position zur Herstellung eines nächsten Formteiles verfährt (7c),
– nach der Herstellung des Formteils verfährt der erste Wagen aus der zweiten Position zurück in die erste Position zur Abgabe des fertigen Formteils, wobei gleichzeitig die Reinigungsvorrichtung aus der dritten Reinigungsposition in die zweite Reinigungsposition innerhalb der Formpresse verfährt und die Patrize reinigt (7d) und
– nach der Reinigung der Patrize verfährt die Reinigungsvorrichtung in die erste Reinigungsposition und reinigt die Matrize auf dem ersten Wagen, während der zweite Wagen mit einer gereinigten Matrize in die Formpresse auf die zweiten Position zur Herstellung eines Formteiles verfährt und damit wieder in Startposition ist (7a‘).

In vorteilhafter Art und Weise ist es nun möglich mit zumindest einer Reinigungsvorrichtung und einem zumindest zweiteiligen Werkzeug, wobei eine Werkzeughälfte doppelt vorhanden sein muss, Reinigungszyklen und Herstellungszyklen derart zu kombinieren, dass kein unnötiger Leerlauf entsteht. Im Zuge der Erfindung kann es auch notwendig sein zwei Reinigungsvorrichtungen vorzusehen, die vorzugsweise im Wesentlichen zwischen den beiden Wagen angeordnet sind oder die Reinigungsvorrichtung(-en) so auszuführen, dass zwei korrespondierende Werkzeughälften (Patrize/Matrize) gleichzeitig gereinigt werden könnten. In diesem Zusammenhang ist es bevorzugt vorgesehen, dass nach der Reinigung einer Matrize (Werkzeughälfte) ein Vorformling in der Matrize (Werkzeughälfte) erstellt oder eingelegt wird, insbesondere bevorzugt währenddessen die andere Werkzeughälfte (Patrize) gereinigt wird und aus der anderen Werkzeughälfte (Matrize) das Formteil entnommen wird.
Bevorzugt ist in dem Verfahren auch vorgesehen, dass die Reinigungsvorrichtung auf zusätzlichen Schienen (unabhängig von den Schienen der Wagen für die Werkzeughälften, bewegt wird, insbesondere auf Schienen 16‘ die mit dem Pressenrahmen 18 tragend verbunden sind.
Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass mittels einer Auffangwanne an der Reinigungsvorrichtung und/oder an den Wagen der Abfall aus der Reinigung aufgefangen wird. Je nach Reinigungsvorrichtung kann der Abfall, beispielsweise bei pneumatischer Reinigung oder mechanischer Bürstenreinigung, mit hoher kinetischer Energie aus der Werkzeughälfte geschleudert werden, auch wenn zusätzliche Absaugvorrichtungen bereits vorgesehen sind.
Bevorzugt wird für diesen fallenden oder umherfliegenden Abfall aus der Reinigung zur Vergrößerung der Auffangwanne die Seitenwände und/oder Teleskopseitenwände aus einer Transportstellung in eine Reinigungsstellung bewegt. Dies hat insbesondere den Vorteil, dass die Auffangwanne in der Reinigungsstellung eine möglichst große Auffangfläche bietet, aber während des Verfahrens oder eines Stillstandes eine möglichst geringe Fläche/Raum in Anspruch nimmt. Somit kann die Formpresse in ihrer Erstreckung kleiner gebaut werden, wenn die Auffangfläche an die Notwendigkeiten anpassbar ist.
Bevorzugt ist auch vorgesehen, dass in der Formpresse und/oder an den Wagen mittels zumindest eines Rollladen umherfliegender Abfall aus der Reinigung zurückgehalten wird. Auch hier ist von Vorteil, dass während der Produktion die Rückhaltemittel (Rollladen) dem Bedarf nach in eine Rückhaltestellung verfahrbar sind und bei Verfahren von Anlagenteilen (Werkzeughälften, Reinigungsmittel, andere Anlagenteile) aus dem Verfahrweg entfernt werden kann.
Bevorzugt ist auch vorgesehen, dass die Rollläden, insbesondere zum Schutz der Schienen und/oder der Matrizen vor Abfall und/oder die Seitenwände und/oder die Teleskopseitenwände während der Reinigung in Eingriff zueinander verbracht werden können.
Bevorzugt kann mittels einer Auffangvorrichtung, vorzugsweise Auffangblechen, an den Rollläden der Abfall aus der Reinigung aufgefangen wird. Durch das Zurückhalten ist es möglich den gesammelten Abfall, wenn er denn anfällt, in vorgegebenen Abständen oder Zyklen, aus den Auffangblechen zu entsorgen.
Die erfindungsgemäße Aufgabe für eine Formpresse wird durch eine Formpresse nach den Merkmalen des Anspruches 9 gelöst.
Die erfindungsgemäße Formpresse zur Herstellung von Formteilen umfasst zumindest eine Pressenrahmen und ein Werkzeug, bestehend zumindest aus zwei äquivalenten Matrizen und einer Patrize, wobei die Matrizen an jeweils auf Schienen verfahrbaren Wagen und die Patrize an einem Stößel angeordnet sind, und jeweils eine Matrize und die Patrize mittels eines Antriebes der Formpresse zueinander in eine offene und eine geschlossene Stellung zur Herstellung eines Formteiles verfahrbar angeordnet sind und in der Formpresse weiter zumindest eine Reinigungsvorrichtung mit mittels einer Stellvorrichtung beweglichen Reinigungsmitteln zur Reinigung der Matrize und/oder der Patrize angeordnet ist, wobei die Reinigungsvorrichtung im Wesentlichen zwischen den Wagen derart beweglich angeordnet ist, dass diese zur wechselseitigen Reinigung der Patrize und jeweils einer Matrize geeignet ist.
Diese Formpresse löst dabei die Aufgabe in besonders vorteilhafter Weise und ermöglicht bei kurzen Taktzeiten eine wiederkehrende und nachprüfbare Qualität, insbesondere bei der Herstellung von Verbundwerkstoffen mittels des RTM-Verfahrens. Gerade hier liegt auch der Vorteil dieser Anordnung, da bei einem RTM-Verfahren auch heute noch die Prozeßzeit bei grossteiligen Werkstoffteilen bei mehreren Minuten liegen kann, in denen die Reinigung und die Einlage eines fertigen Vorformlings oder ein Lagenaufbau eines Vorformlings aus mehreren verschiedenen Gewebelagen in die freie Werkzeughälfte möglich ist.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann die Reinigungsvorrichtung auf den Schienen der Wagen für die Werkzeughälften oder zusätzlichen, insbesondere im Wesentlichen parallel angeordneten, Schienen bewegbar angeordnet ist. Die genannten Schienen sind dabei allgemein zu betrachten und beispielhaft bzw. stellvertretend für eine Transportvorrichtung genannt, die die Wagen für die Werkzeughälften respektive für die Reinigungsvorrichtung an ihre entsprechenden Positionen zu transportieren vermag.
Bevorzugt wäre auch vorgesehen, dass die Schienen für die Wagen und/oder für die Reinigungsmittel mit dem Pressenrahmen tragend verbunden sind.
Insbesondere von Vorteil ist, wenn an der Reinigungsvorrichtung und/oder an den Wagen eine Auffangwanne zur Aufnahme des Abfalls aus der Reinigung angeordnet sind.
In einer weiteren Ausgestaltungsform der Erfindung kann dann zur Vergrößerung der Auffangwanne die Seitenwände und/oder Teleskopseitenwände aus einer Transportstellung in eine Reinigungsstellung bewegbar angeordnet sein. Besonders vorteilhaft zeichnet sich dann die geringe Baubreite der Formpresse aus, da die Reinigungsvorrichtung bzw. deren Wagen, insbesondere durch eine verstellbare Auffangwanne außerhalb der Formpresse wenig Platz einnimmt, aber in der Formpresse den Reinigungsbereich so abdecken kann, dass der Abfall aus der Reinigung vollständig kontrollierbar aufgefangen werden kann.
Alternativ oder in diesem Zusammenhang kann auch vorgesehen sein, dass in der Formpresse zumindest ein Rollladen zur Abschirmung und/oder Rückhaltung von umherfliegendem Abfall aus der Reinigung angeordnet ist. In diesem Zusammenhang ist nicht nur der Abfall aus der Reinigung der Werkzeughälfte innerhalb der Formpresse gemeint, sondern auch der Reinigungsvorgang außerhalb der Formpresse, bei dem die unteren Werkzeughälften gereinigt werden sollen und es vermieden werden soll, das Staub oder Abfall in die Formpresse gelangt.
Alternativ oder in diesem Zusammenhang ist es dann besonders vorteilhaft, wenn der Rollladen zum Schutz der Schienen und/oder der Matrizen mit den Seitenwänden und/oder den Teleskopseitenwänden der Wagen der Werkzeughälften und/oder der Reinigungsvorrichtung in Wirkkontakt verbringbar ist.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann an dem Rollladen zumindest eine Auffangvorrichtung, vorzugsweise ein Auffangblech, zur Aufnahme des umherfliegenden Abfalls aus der Reinigung angeordnet sein.
Die Formpresse ist alleinstehend verwendbar, aber auch insbesondere zur Durchführung des Verfahrens geeignet.
Zusätzlich wird auch Schutz nachgesucht für Formteile, insbesondere hergestellt mittels des RTM-Verfahrens, die nach dem Verfahren auf einer Formpresse oder auf einer erfindungsgemäßen Formpresse hergestellt worden sind. Analog gilt das auch für ein Werkzeugsystem zur Verwendung in einer Formpresse, das zumindest aus zwei Werkzeughälften besteht, wobei zumindest eine Werkzeughälfte zweifach vorhanden ist bzw. verwendet wird.
Die Erfindung versteht unter einem Werkzeug ein System aus zumindest zwei Werkzeughälften (Patrize, Matrize), wobei zumindest eine der Werkzeughälften zweimal vorhanden ist und aus dem Werkzeugbereich der Presse mit einem Wagen verfahrbar angeordnet ist. Somit ist es möglich mit diesen beiden vorhandenen Werkzeughälften einen Reinigungs- und einen Umformzyklus gleichzeitig durchzuführen. Ein Reinigungszyklus muss nicht unbedingt jedesmal eine vollumfängliche Reinigung der Werkzeughälfte bedingen, sondern kann sich beispielsweise auch nur auf eine Teilreinigung, beispielsweise der Werkzeugkanten oder Dichtungen beziehen. Eine vollumfängliche (lange) Reinigung würde dann in vorgegebenen Abständen oder nach Bedarf durchgeführt.
Die vorhandenen Transportmittel, hier die Wagen für die Werkzeughälften und/oder die Reinigungsvorrichtung können auch noch andere Vorrichtungen tragen und führen, beispielsweise eine Lege und/oder Entnahmevorrichtung für Vorformlinge oder Formteile.
Die vorhandenen Wagen können neben der Reinigungsvorrichtung oder den Werkzeughälften auch noch andere Vorrichtungen tragen und führen, wie beispielsweise eine Lege- und/oder Entnahmevorrichtung für Vorformlinge oder Formteile.
Weitere vorteilhafte Maßnahmen und Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung mit der Zeichnung hervor. Die folgenden Darstellungen sind nicht direkt als Einzelfalllösungen anzusehen, sondern enthalten in Teilen auch allgemeine Hinweise und Aufgabenlösungen.
Es zeigen:
1 eine schematische Seitenansicht einer Formpresse nach der Erfindung mit zwei Wagen und darauf aufgespannten identischen Werkzeughälften, die abwechselnd in die Formpresse einfahrbar sind und mit einer im Wesentlichen zwischen den Wagen respektive den Werkzeughälften angeordneten Reinigungsvorrichtung, insbesondere auf der gleichen Transportvorrichtung (Schienen) angeordnet wie die Wagen für die Werkzeughälfte,
2 eine zweite bevorzugte Ausführungsform der Erfindung mit einer separaten Transportvorrichtung (Schienen) für die Reinigungsvorrichtung nach 1, wobei die Reinigungsvorrichtung nur schematisch in der Reinigungsposition und mit Eingriff mit einer Werkzeughälfte außerhalb der Formpresse dargestellt ist und
3 eine erweiterte Darstellung nach 2, in der zusätzlich die Möglichkeit von zwei Reinigungsvorrichtungen dargestellt ist, die im Wesentlichen beide der Werkzeughälfte innerhalb der Presse zugeordnet sind, aber separat jeweils außerhalb der Formpresse nur zur Reinigung einer Werkzeughälfte verwendet werden;
4 eine schematische Seitenansicht eines Wagens für eine Werkzeughälfte und/oder einer Reinigungsvorrichtung mit einer Bedarfsweise vergrößerbaren Auffangwanne für Abfall aus einer Reinigung mittels entsprechend positionierbaren Seitenwänden,
5 eine weitere bevorzugte Ausführungsform eines Wagens nach 4 mit teleskopierbaren Seitenwänden und
6 eine bevorzugte Ausführungsform der Seitenwände eines Wagens und eines Rollladens der Formpresse (nicht explizit gezeigt), die während der Reinigung zur Aufnahme von Abfall in Wirkverbindung stehen;
7 das erfindungsgemäße Verfahren zur Reinigung eines Werkzeuges im Zuge der Herstellung von Formteilen in einer Formpresse aus einer wiederkehrenden Startposition a) heraus.
Einführend sei darauf hingewiesen, dass gleiche Vorrichtungen respektive Anlagenteile die gleichen Bezugszeichen in allen Figuren aufweisen. 1 zeigt eine schematische Seitenansicht einer Formpresse nach der Erfindung mit zwei Wagen 2 und 3 und darauf aufgespannten identischen Werkzeughälften (Matrizen 5 und 6), die abwechselnd in die Formpresse 1 einfahrbar sind und mit einer im Wesentlichen zwischen den Wagen 2, 3 respektive den Werkzeughälften angeordneten Reinigungsvorrichtung 10, die insbesondere auf der gleichen Transportvorrichtung (Schienen 16) angeordnet ist, wie die Wagen für die Werkzeughälften. Die Formpresse 1 weist im Übrigen weiterhin einen Antrieb für den Stößel 13 auf, wobei an dem Stößel 13 die entsprechende andere Werkzeughälfte (Patrize 7) angeordnet ist. Vorzugsweise ist je nach Bedarf an dem Pressenrahmen 18 ein Antrieb für einen oder mehrere Rolladen 14 angeordnet, welche bei Bedarf und insbesondere zum Schutz der umliegenden Anlagenteile während der Reinigung oder der Herstellung von Formteilen den inneren Bereich der Formpresse 1 gegenüber der Umwelt abschotten können. An der Transportvorrichtung für die Wagen 2, 3, 4, vorzugsweise Schienen 16, sind im Wesentlichen unterschiedliche Positionen A, B, C für die Wagen 2 und 3 bzw. Reinigungspositionen a, b, c für die Reinigungsvorrichtung 10 zu finden, wobei die Positionen unterschiedlich oder identisch sein können. Beispielsweise wechselt die Reinigungsvorrichtung 10 die Reinigungspositionen a, b und c durch und reinigt in der Reinigungsposition a den Wagen 2, der zu diesem Zeitpunkt in der Position A steht. In der Zwischenzeit verfährt der Wagen 3 aus der Position C in B (innerhalb der Formpresse 1) zur Herstellung eines Formteiles 22. Nach dessen Herstellung, das Werkzeug wurde in der Zwischenzeit mittels des Antriebes 11 des Stößels 13 geschlossen und wieder geöffnet, verfährt der Wagen 3 aus der Position B innerhalb der Formpresse 1 zurück in Position C, wo durch nicht dargestellte Transfereinrichtungen das Formteil aus der Matrize 6 entnommen werden kann. Nachdem der Wagen 3 die Position B verlassen hat, kann die Reinigungsvorrichtung 10 aus der Position a in die Position b verfahren werden und reinigt mit den Reinigungsmitteln 15, die an einer Stellvorrichtung 17 des Wagens 4 angeordnet sind, die Patrize 7 am Stößel 13. Hierzu ist es in vorteilhafter Weise möglich, die durch Seitenwände 9, und ggfs. durch weitere Abdeckmittel, gebildete Auffangwanne 8 zu vergrößern, um möglichst viel Abfall aus dem Reinigungsvorgang aufzufangen. Durch die an die Umstände anpassbare Auffangwanne 8 ist es möglich die gesamte Formpresse 1 mit den Schienen 16 für die Wagen 2 und 3 und die Reinigungsvorrichtung 10 (Wagen 4) platzsparender auszulegen. Nach der Reinigung der Patrize 7 in der Position b fährt die Reinigungsvorrichtung 10 auf dem Wagen 4 auf die Position c und kann die Matrize 6 auf dem Wagen 3 reinigen. In der Zwischenzeit verfährt der Wagen 2 mit der Matrize 5 in die Formpresse 1 (von Position A auf Position B) und es kann ein weiteres Formteil 22 hergestellt werden.
Nach 2 gibt es eine zweite bevorzugte Ausführungsform der Erfindung mit einer separaten Transportvorrichtung (Schienen 16‘) für die Reinigungsvorrichtung 10, wobei die Reinigungsvorrichtung 10 nur schematisch in einer Reinigungsposition c mit Eingriff mit einer Werkzeughälfte (Matrize 6) außerhalb der Formpresse 1 dargestellt ist. Die Schienen 16‘ als Transportvorrichtung für die Reinigungsvorrichtung 10 sind im Wesentlichen parallel zu den Schienen 16 für die Wagen 2, 3 der Matrizen 5, 6 angeordnet. Es ergeben sich hier Möglichkeiten die Reinigungszyklen unter Umständen passender an die Herstellungszyklen der Formpresse 1 anzupassen, wenn die Reinigungsvorrichtung 10 auf dem Wagen 4 zwar zwischen den Wagen 2, 3 angeordnet ist, aber dennoch die Wagen 2, 3, 4 unabhängig voneinander verfahrbar sind. Bevorzugt ist die Transportvorrichtung für die Reinigungsvorrichtung 10, hier die Schienen 16‘, mit dem Pressenrahmen 16 kraftschlüssig und/oder formschlüssig verbunden. Bevorzugt sind die Schienen 16‘ innerhalb des Pressenrahmens 18 angeordnet, sie können aber auch außerhalb des Pressenrahmens 18 angeordnet sein. In einer weiteren bevorzugten Alternative der Ausgestaltung der Erfindung erkennt man an den Wagen 2, 3 die Möglichkeit auch hier eine Auffangwanne 19 zu etablieren, die während des Reinigungsvorganges Abfall oder Rückstände aus der Reinigung aufzunehmen vermag. Bevorzugt wird die Auffangwanne 19 durch bewegliche, verschiebbare oder teleskopierbare Seitenwände etabliert, die vorzugsweise während des Verfahrens der Wagen 2, 3 möglichst platzsparend, beispielsweise in oder am Wagen 2, 3 verstaut sind. Dies ist zu erkennen an dem liniert gezeichneten Wagen in der Position B (Seitenwände eingefahren) und dem Wagen 3 auf der rechten Seite in Position C mit ausgefahrenen Seitenwänden und einer etablierten Auffangwanne 19. Während der skizzierten Reinigung der Matrize 6 in Position C, die Reinigungsvorrichtung 10 steht auf der Reinigungsposition c, wäre der Rollladen 14 ausgefahren, damit Abfall aus der Reinigung nicht in die Formpresse 1 gelangen kann.
3 zeigt in einer erweiterten Darstellung nach 2, die zusätzliche Möglichkeit in einer weiteren Ausführungsform, zwei Reinigungsvorrichtungen 10 anzuordnen, die im Wesentlichen beide der Reinigung der Werkzeughälfte (Patrize 7) innerhalb der Formpresse 1 zugeordnet sind, aber separat jeweils außerhalb der Formpresse 1 zur Reinigung nur einer Werkzeughälfte (Matrizen 5, 6) verwendet werden. Dies kann beispielsweise notwendig sein, wenn die Herstellungszeit eines Formteiles relativ lange dauert, somit genug Zeit bleibt, währenddessen mittels einer Reinigungsvorrichtung 10 jeweils eine Matrize 5, 6 zu reinigen, aber die Transferzeit, bis ein neuer Vorformling oder andere Inlays in der Matrize 5, 6 angeordnet sind, relativ kurz ist. Somit kann mittels zwei Reinigungsvorrichtungen 10 die Patrize 7 schneller gereinigt werden. Bevorzugt würden etablierte Auffangwannen 8 der Reinigungsvorrichtungen 10 bzw. der Wagen 4 so aneinander gestellt, dass zwischen den Auffangwannen 8 kein Spalt mehr verbleibt und jeglicher herabfallender Abfall aus der Reinigung sicher aufgefangen wird.
4 eine schematische Seitenansicht eines Wagens 2, 3, 4 für eine Werkzeughälfte und/oder einer Reinigungsvorrichtung 10 mit einer bedarfsweise vergrößerbaren Auffangwanne 8/19 für Abfall aus einer Reinigung mittels entsprechend positionierbaren Seitenwänden 9. In diesem Falle sind die Seitenwände einfach verschiebbar respektive ausfahrbar in der Horizontalen angeordnet.
5 zeigt eine weitere bevorzugte Ausführungsform eines Wagens 2, 3, 4 nach 4 mit teleskopierbaren Seitenwänden, die alternativ auch noch gelenkig an dem Wagen angeordnet sein können. Bevorzugt können die Seitenwände auch aus dem Wagen herausgefahren oder teleskopiert werden.
6 zeigt eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Wirkverbindung der Seitenwände eines Wagens 4 der Reinigungsvorrichtung 10, könnte auch der Wagen 2, 3 einer Werkzeughälfte sein, und eines Rollladens 14 der Formpresse 10 (nicht explizit gezeigt), die während der Reinigung zur Aufnahme von Abfall in Wirkverbindung stehen. Dabei ist bevorzugt vorgesehen, dass bei einer Etablierung der Auffangwanne 8/19 mittels der Seitenwände 9 die Rollladen 14 in Kontakt stehen um Lücken zu vermeiden. Besonders bevorzugt weisen hierzu die Rollladen 14 Auffangbleche 21 oder entsprechende Rückhaltemittel auf, die ebenfalls vermeiden, dass Abfall unkontrolliert durch die Formpresse 1 wandern kann.
In 7 ist nochmals zum besseren Verständnis das Verfahren zur Reinigung eines Werkzeuges im Zuge der Herstellung von Formteilen in einer Formpresse aus einer wiederkehrenden Startposition a) heraus. In der Startposition befindet sich der erste Wagen 2 in einer ersten Position A außerhalb der Formpresse 1 und der zweite Wagen 3 sich in einer zweiten Position B innerhalb der Formpresse 1 nach einer erfolgreichen Umformung mit einem fertigen Formteil 22. Die Reinigungsvorrichtung 10 steht währenddessen in einer ersten Reinigungsposition a für den ersten Wagen 2 (7a). Im folgenden fährt der zweite Wagen 3 aus der zweiten Position B in eine dritte Position C außerhalb der Formpresse 10 zur Abgabe des fertigen Formteils 22, wobei gleichzeitig oder entsprechend abfolgend die Reinigungsvorrichtung 10 aus einer ersten Reinigungsposition a in eine zweite Reinigungsposition b innerhalb der Formpresse (10) verfährt und die Patrize (7) reinigt (7b). Nach der Reinigung der Patrize 7 verfährt die Reinigungsvorrichtung 10 in die dritte Reinigungsposition c und reinigt die Matrize 6 auf dem zweiten Wagen 3, während der erste Wagen 2 mit Matrize 5 in die Formpresse auf die zweite Position B zur Herstellung eines weiteren Formteiles 22 verfährt (7c). Nach der Herstellung des weiteren Formteils 22 verfährt der erste Wagen 2 aus der zweiten Position B zurück in die erste Position A zur Abgabe des fertigen Formteils 22, wobei gleichzeitig die Reinigungsvorrichtung 10 aus der dritten Reinigungsposition c wieder in die zweite Reinigungsposition b innerhalb der Formpresse 1 verfährt und die Patrize 7 reinigt (7d). Um den wiederholbaren Zyklus zu vervollständigen und wieder in die Startposition zu gelangen verfährt nach der Reinigung der Patrize 7 die Reinigungsvorrichtung 10 in die erste Reinigungsposition a und reinigt die Matrize 5 auf dem ersten Wagen 2, während der zweite Wagen 3 mit Matrize 6 in die Formpresse 1 auf die zweite Position B zur Herstellung eines weiteren Formteiles 22 verfährt (7a‘). Der Ablauf und die Anordnung der entsprechenden Positionen ist nur schematisch dargestellt und ist natürlich abhängig von der Art und Größe der Formpresse, der zu fertigenden Formteile, der Werkzeuge und deren Geometrien und einer Vielzahl an weiteren Parametern. Insbesondere ist es auch denkbar, dass die Wagen 2, 3, 4 während der Reinigung unterschiedliche Positionen einnehmen um die Reinigungsprozedur zu vereinfachen.
Bezugszeichenliste

1: Formpresse
2: Erster Wagen
3: Zweiter Wagen
4: Reinigungswagen
5: Erste Matrize
6: Zweite Matrize
7: Patrize
8: Auffangwanne an 4
9: Seitenwände von 8
10: Reinigungsvorrichtung
11: Antrieb für 1
12: Antrieb für 14
13: Stößel
14: Rollladen
15: Reinigungsmittel
16: Schienen
17: Stellvorrichtung
18: Pressenrahmen
19: Auffangwanne an 2/3
20: Teleskopseitenwände
21.: Auffangblech
22: Formteil
23: Vorformling
A, B, C: erste, zweite, dritte Position von Wagen 2/3
a, b, c: erste, zweite, dritte Reinigungsposition von Reinigungsvorrichtung 10

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 69709103 T2 [0003]
EP 1055496 A2 [0003]

Claims

Verfahren zur Reinigung eines Werkzeuges im Zuge der Herstellung von Formteilen in einer Formpresse (1) mit einem Pressenrahmen (18), wobei das Werkzeug der Formpresse (1) zumindest aus zwei äquivalenten Matrizen (5, 6) an jeweils einem verfahrbaren Wagen (2, 3) und einer Patrize (7) an einem Stößel (13) besteht, die mittels eines Antriebes (11) der Formpresse (11) zueinander in eine offene und eine geschlossene Stellung verfahrbar angeordnet sind und wobei eine Reinigungsvorrichtung (10) im Wesentlichen zwischen den beiden Wagen (2, 3) verfahren wird und zur Reinigung des Werkzeuges Reinigungsmittel (15) mittels einer Stellvorrichtung (17) in Eingriff mit der Matrize (5, 6) und/oder der Patrize (7) bringt, wobei die folgenden Verfahrensschritte aus einer Startposition heraus durchgeführt werden, in der sich der erste Wagen (2) in einer ersten Position (A) außerhalb der Formpresse (1) und der zweite Wagen (3) sich in einer zweiten Position (B) innerhalb der Formpresse (1) nach einer erfolgreichen Umformung mit einem fertigen Formteil (22) befindet und sich die Reinigungsvorrichtung (10) in einer ersten Reinigungsposition (a) für den ersten Wagen (2) befindet (7a): der zweite Wagen (3) fährt aus der zweiten Position (B) in eine dritte Position (C) außerhalb der Formpresse (10) zur Abgabe des fertigen Formteils (22), wobei gleichzeitig die Reinigungsvorrichtung (10) aus einer ersten Reinigungsposition (a) in eine zweite Reinigungsposition (b) innerhalb der Formpresse (10) verfährt und die Patrize (7) reinigt (7b), nach der Reinigung der Patrize (7) verfährt die Reinigungsvorrichtung (10) in die dritte Reinigungsposition (c) und reinigt die Matrize (6) auf dem zweiten Wagen (3), während der erste Wagen (2) mit Matrize (5) in die Formpresse auf die zweiten Position (B) zur Herstellung eines weiteren Formteiles (22) verfährt (7c), nach der Herstellung des Formteils (22) verfährt der erste Wagen (2) aus der zweiten Position (B) zurück in die erste Position (A) zur Abgabe des fertigen Formteils (22), wobei gleichzeitig die Reinigungsvorrichtung (10) aus der dritten Reinigungsposition (c) wieder in die zweite Reinigungsposition (b) innerhalb der Formpresse (1) verfährt und die Patrize (7) reinigt (7d) und nach der Reinigung der Patrize (7) verfährt die Reinigungsvorrichtung (10) in die erste Reinigungsposition (a ) und reinigt die Matrize (5) auf dem ersten Wagen (2), während der zweite Wagen (3) mit Matrize (6) in die Formpresse (1) auf die zweiten Position (B) zur Herstellung eines weiteren Formteiles (22) verfährt und damit wieder in Startposition steht (7a‘).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Reinigung der Matrizen (5, 6) ein Vorformling (23) in den Matrizen (5, 6) erstellt oder darin eingelegt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungsvorrichtung (10) auf zusätzlichen Schienen (16‘) bewegt wird, insbesondere mit Schienen (16‘) die mit dem Pressenrahmen (18) tragend verbunden sind.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer Auffangwanne (8, 19) an der Reinigungsvorrichtung (10) und/oder an den Wagen (2, 3) der Abfall aus der Reinigung aufgefangen wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Vergrößerung der Auffangwanne (8, 19) die Seitenwände (8) und/oder Teleskopseitenwände (20) aus einer Transportstellung in eine Reinigungsstellung bewegt werden.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Formpresse (1) mittels zumindest eines Rollladen (14) umherfliegender Abfall aus der Reinigung zurückgehalten wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rollläden (14) und/oder die Seitenwände (8) und/oder die Teleskopseitenwände (20) während der Reinigung in Eingriff zueinander verbracht werden.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer Auffangvorrichtung, vorzugsweise Auffangblechen (21), an den Rollläden (14) der Abfall aus der Reinigung aufgefangen wird.
Formpresse zur Herstellung von Formteilen mit einem Pressenrahmen (18) und einem Werkzeug bestehend zumindest aus zwei äquivalenten Matrizen (5, 6) und einer Patrize (7), wobei die Matrizen (5, 6) an jeweils auf Schienen (16) verfahrbaren Wagen (2, 3) und die Patrize (7) an einem Stößel (13) angeordnet sind, und jeweils eine Matrize (2, 3) und die Patrize (7) mittels eines Antriebes (11) der Formpresse (1) zueinander in eine offene und eine geschlossene Stellung zur Herstellung eines Formteiles (22) verfahrbar angeordnet sind und in der Formpresse (1) weiter zumindest eine Reinigungsvorrichtung (10) mit mittels einer Stellvorrichtung (17) Reinigungsmittel (15) zur Reinigung der Matrize (5, 6) und/oder der Patrize (7) angeordnet ist, wobei die Reinigungsvorrichtung (10) im Wesentlichen zwischen den Wagen (2, 3) derart beweglich angeordnet ist, dass diese zur wechselseitigen Reinigung der Patrize (7) und einer Matrize (5, 6) geeignet ist.
Formpresse nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungsvorrichtung (10) auf den Schienen (16) der Wagen (2, 3) oder zusätzlichen, insbesondere im Wesentlichen parallel angeordneten, Schienen (16‘) bewegbar angeordnet ist.
Formpresse nach den Ansprüchen 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Schienen (16‘) mit dem Pressenrahmen (18) tragend verbunden sind.
Formpresse nach einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass an der Reinigungsvorrichtung (10) und/oder an den Wagen (2, 3) eine Auffangwanne (8, 19) zur Aufnahme des Abfalls aus der Reinigung angeordnet sind.
Formpresse nach einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass zur Vergrößerung der Auffangwanne (8, 19) die Seitenwände (8) und/oder Teleskopseitenwände (20) aus einer Transportstellung in eine Reinigungsstellung bewegbar angeordnet sind.
Formpresse nach einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass in der Formpresse (1) zumindest ein Rollladen (14) zur Abschirmung und/oder Rückhaltung von umherfliegendem Abfall aus der Reinigung angeordnet ist.
Formpresse nach einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Rollladen (14) mit den Seitenwänden (8) und/oder den Teleskopseitenwänden (20) in Wirkkontakt verbringbar ist.
Formpresse nach einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Rollladen (14) zumindest eine Auffangvorrichtung, vorzugsweise ein Auffangblech (21), zur Aufnahme des umherfliegenden Abfalls aus der Reinigung angeordnet ist.
Formpresse nach einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis 15, zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8.
Formteile (22), insbesondere hergestellt mittels des RTM-Verfahrens, die nach dem Verfahren der Ansprüche 1 bis 8 oder auf einer Formpresse nach den Ansprüchen 9 bis 17 hergestellt worden sind.
Werkzeug zur Verwendung in einer Formpresse, insbesondere nach den Ansprüchen 9 bis 17 oder zur Verwendung in einem Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug zumindest aus zwei Werkzeughälften besteht, wobei zumindest eine Werkzeughälfte in identischer Ausführung zweifach vorhanden ist bzw. verwendet wird.