DE102019214066A1

DE102019214066A1 - Maschinensystem

Info

Publication number: DE102019214066A1
Application number: DE102019214066.1A
Authority: DE
Inventors: Lars Spristersbach
Original assignee: ERLENBACH GmbH
Current assignee: ERLENBACH GmbH
Priority date: 2019-09-16
Filing date: 2019-09-16
Publication date: 2021-03-18
Also published as: EP4003686A1; WO2021052802A1

Abstract

Maschinensystem mit einer zwei Trägerrahmen (1, 3) aufweisenden Formteilmaschine (4), mit einem zwei Kammerteile (11, 25) aufweisenden Kammergehäuse zur Aufnahme eines Formwerkzeugs, wobei ein erster Trägerrahmen (1) der zwei Trägerrahmen feststehend und ein zweiter Trägerrahmen (3) der zwei Trägerrahmen relativ zu dem ersten Trägerrahmen (1) entlang einer Schließachse (S) in eine Offenstellung und in eine Schließstellung bewegbar ist. Um die Anpassung von Maschinensystemen mit Formteilmaschinen an verschiedene Werkzeugblöcke zu erleichtern weist das Maschinensystem ferner eine Spannvorrichtung zum Aufbringen einer Vorspannung zwischen erstem und zweitem Kammerteil (11, 25) auf, die aus Sicht des zweiten Trägerrahmens (3) hinter dem ersten Trägerrahmen (1) abgestützt ist und entlang der Schließachse (S) wirkt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Maschinensystem mit einer Formteilmaschine sowie ein Verfahren zum Ausrüsten eines Maschinensystems.
Maschinensysteme mit Formteilmaschinen werden zur Herstellung von Formteilen aus geschäumtem Kunststoff mittels eines als Schäumen bezeichneten Urformverfahrens verwendet. Beim Schäumen wird ein Kunststoffgranulat in eine Kavität eines Formwerkzeugs eingebracht und dort mittels Wasserdampf aufgeschäumt. Die einzelnen Perlen des Kunststoffgranulats vergrößern dabei ihr Volumen und verschmelzen miteinander. Nach dem Abkühlen wird das Formwerkzeug geöffnet und das Formteil kann entnommen und/oder ausgestoßen werden.
Zum Schäumen wird das Kunststoffgranulat vor, während und/oder nach der Befüllung des Formwerkzeugs mit Wasserdampf beaufschlagt, was zum Anwachsen (Expandieren) der Perlen führt. Zu diesem Zweck ist bei Formteilmaschinen ein Gehäuse vorgesehen, dessen Innenraum Prozesskammer genannt wird und in dem das Formwerkzeug angeordnet ist. Das Gehäuse ist größer als das Formwerkzeug, sodass zwischen der Außenseite des Formwerkzeugs und der Innenseite des Gehäuses ein Zwischenraum gebildet wird, der als Leitung für den Wasserdampf dient. Wasserdampf wird durch eine oder mehrere an dem Gehäuse angeschlossene Schlauchleitungen in die Prozesskammer eingebracht, gelangt anschließend durch Bohrungen in dem Formwerkzeug in die Kavität desselben und schäumt dort das Kunststoffgranulat auf. Zum Anschlie-ßen der Schlauchleitungen weist das Gehäuse einen oder mehrere Anschlüsse auf.
Sowohl das Formwerkzeug als auch das Gehäuse bestehen in der Regel aus zwei Teilen (Hälften), die jeweils entlang einer Trennebene voneinander getrennt sind. Die beiden Teile des Formwerkzeugs (Formwerkzeughälften) sind jeweils einem der Teile des Gehäuses (Kammerteile) zugeordnet. Die Gesamtheit aus Formwerkzeug und Gehäuse wird auch als Werkzeugblock bezeichnet.
Zum Öffnen und Schließen des Formwerkzeugs wird das eine Kammerteil gemeinsam mit der einen Formwerkzeughälfte an dem beweglichen Trägerrahmen befestigt. Das andere Kammerteil des Gehäuses und die andere Formwerkzeughälfte sind an einem feststehenden (nicht-beweglichen) Trägerrahmen angeordnet. Der bewegliche Trägerrahmen ist entlang einer Schließachse S in eine Offenstellung, in welcher die Kavität des Formwerkzeugs von außen zugänglich ist, und in eine Schließstellung, in welcher das Formwerkzeug und die Prozesskammer geschlossen sind, bewegbar. Der Schließ- und Öffnungsvorgang wird durch eine elektrische, hydraulische und/oder mechanische Antriebseinrichtung ausgeführt.
Gattungsgemäße Maschinensysteme weisen ferner einen Spannrahmen auf. Der Spannrahmen ist aus Sicht des beweglichen Trägerrahmens hinter dem feststehenden Trägerrahmen angeordnet. Das Formwerkzeug wird an dem Spannrahmen befestigt. Die Formwerkzeughälften des Formwerkzeugs sind lösbar aneinander befestigt, das Formwerkzeug ist also verblockt. Ein erstes Kammerteil ist an dem feststehenden Trägerrahmen, ein zweites Kammerteil an dem beweglichen Trägerrahmen fixiert, sodass in der Schließstellung die Prozesskammer und das Formwerkzeug geschlossen sind. Das Formwerkzeug wird an dem Spannrahmen hängend so weit in die Prozesskammer hinein geschoben, bis die eine Formwerkzeughälfte an dem zweiten Kammerteil und/oder dem beweglichen Trägerrahmen anliegt, der sich in der Schließstellung befindet. Der Spannrahmen läuft hierzu auf parallel zur Schließrichtung verlaufenden Schienen. Die dort anliegende Formwerkzeughälfte wird dann an dem zweiten Kammerteil und/oder dem beweglichen Trägerrahmen fixiert. Anschließend wird die Verblockung der Formwerkzeughälften gelöst. Zusätzlich werden der Spannrahmen und/oder die erste Formwerkzeughälfte an dem feststehenden Trägerrahmen fixiert.
Davon abweichend ist bei Werkzeugblöcken in der sogenannten Monoblockbauweise ein Einbau des gesamten Werkzeugblocks in einem Stück mittels des Spannrahmens vorgesehen. Der Werkzeugblock wird an dem Spannrahmen fixiert und durch einen Durchbruch des feststehenden Trägerrahmens geschoben, wobei sich der bewegliche Trägerrahmen in der Schließstellung befindet. Der Spannrahmen läuft hier ebenfalls auf Schienen. Sodann wird das von dem Spannrahmen entfernt liegende Kammerteil mitsamt der entsprechenden Formwerkzeughälfte an dem beweglichen Trägerrahmen fixiert. Das andere Kammerteil wird in gleicher Art und Weise an dem feststehenden Trägerrahmen fixiert. Anschließend wird eine Verblockung der zwei Kammerteile gelöst, woraufhin das Maschinensystem einsatzbereit ist.
Zwischen den Formwerkzeughälften kann auch in der Schließstellung ein Spalt vorhanden sein. Die Formwerkzeughälften liegen dann also nicht aneinander an. Hintergrund hierfür ist, dass vorrangig die Kammerteile aneinander liegen sollen, um den Austritt von Wasserdampf zu vermeiden. Ein sehr kleiner Spalt zwischen den Formwerkzeughälften ist aufgrund der Größe der einzelnen Perlen des Kunststoffgranulats unproblematisch. Man ist jedoch in jedem Fall bestrebt, den Spalt möglichst klein zu gestalten. Noch besser ist es, wenn die Formwerkzeughälften so ineinander laufen, dass zumindest in unbelastetem Zustand überhaupt kein Spalt vorhanden ist.
Durch die Expansion des Kunststoffgranulats wird eine von der Kavität des Formwerkzeugs ausgehende Kraft auf die Formwerkzeughälften und weiter auf die Kammerteile ausgeübt. Wird diese Kraft zu groß, so bewegen sich die Formwerkzeughälften und die Kammerteile auseinander, wodurch das Kunststoffgranulat in den Spalt zwischen den Formwerkzeughälften hinein expandieren oder sogar aus der Kavität austreten kann. Das hergestellte Formteil hätte dann einen umlaufenden Rand (Grat), der unerwünscht ist, und müsste als Ausschuss verworfen werden. Öffnet sich sogar ein Spalt zwischen den Kammerteilen, so kann Wasserdampf unkontrolliert aus der Prozesskammer strömen, was schon energetisch ungünstig und hinsichtlich des Arbeitsschutzes erst recht unerwünscht ist.
Als vorbeugende Maßnahme wird der bewegliche Rahmen beim Bewegen in die Schließstellung nicht alleine so weit bewegt, dass sich die Kammerteile berühren. Vielmehr wird eine Vorspannung zwischen den Kammerteilen aufgebracht, die der erwähnten Kraft des expandierenden Kunststoffgranulats entgegen wirkt. Dies wird auch als „Zuhalten“ mittels einer „Zuhaltekraft“ bezeichnet. Wird nun wie beschrieben die Kraft durch die Expansion ausgeübt, so müsste zunächst die Vorspannung überwunden werden, bevor sich die Kammerteile und mit ihnen die Formwerkzeughälften auseinander bewegen könnten.
Bei Formteilmaschinen, deren beweglicher Trägerrahmen mittels Hubzylindern (elektrisch und/oder hydraulisch) bewegt wird, ist das Aufbringen einer Vorspannung auf einfache Weise möglich. Dort kann der Hubzylinder einfach weiter betrieben werden, bis die gewünschte Vorspannung erreicht ist.
Andere Formteilmaschinen weisen hingegen einen Antrieb mit einem Kniehebelsystem auf. Ein solcher Antrieb zeichnet sich insbesondere durch eine hohe Effizienz aus, weil sich die Übersetzung dieses Antriebs während der Bewegung kontinuierlich verändert. So ergibt sich automatisch und zunächst eine zügige Annäherung der Kammerteile aus der Offenstellung und bei Erreichen der Schließstellung eine Bewegung mit geringer Geschwindigkeit und maximalem Druck. Eine Besonderheit von Kniehebelsystemen besteht also darin, dass der Hub der Formteilmaschine durch die Geometrie des Kniehebels festgelegt ist, weil das Kniehebelsystem nach Möglichkeit immer seine Endpositionen anfährt, da es in dieser Position die größte Zuhaltekraft, welche der Kraft des expandierenden Kunststoffgranulats entgegen gerichtet ist, erzeugt. Für die Formteilmaschine bedeutet dies, dass der Abstand zwischen den Trägerrahmen in der Schließstellung durch das Kniehebelsystem festgelegt ist, solange das Kniehebelsystem mit beiden Trägerrahmen fest verbunden ist.
Bei der Verwendung von Werkzeugblöcken mit unterschiedlicher Maßen in ein- und derselben Formteilmaschine werden jedoch regelmäßig unterschiedliche Abstände zwischen den Trägerrahmen in der Schließstellung benötigt. Dies gilt sogar für nominell identische Werkzeugblöcke, bei denen die Trägerrahmen aufgrund von Toleranzen ebenfalls von Werkzeugblock zu Werkzeugblock unterschiedliche Abstände aufweisen müssen, damit die notwendige Vorspannung präzise eingestellt werden kann. Dies ist bei Formteilmaschinen mit Kniehebelsystemen nicht ohne weiteres möglich.
In der Vergangenheit wurde dieses Problem dadurch gelöst, dass die Befestigung des Kniehebelsystems an dem beweglichen Trägerrahmen durch eine Verschiebung entlang der Schließachse S angepasst werden konnte. Ein Ende des Kniehebelsystems wird dabei in der Offenstellung mittels Gewindestangen an dem beweglichen Trägerrahmen befestigt. Die Gewindestangen verlaufen von dem Kniehebelsystem aus durch Aufnahmeöffnungen des beweglichen Trägerrahmens hindurch. Von dem feststehenden Trägerrahmen aus gesehen „hinter“ dem beweglichen Trägerrahmen wird jeweils eine Nutmutter auf die Gewindestange geschraubt. Jeweils eine weitere Mutter auf der anderen Seite des beweglichen Trägerrahmens sorgt für eine Arretierung zwischen Trägerrahmen und Gewindestange. Die Position dieser Arretierung auf der Gewindestange wird zunächst nach Erfahrungswerten gewählt. Anschließend wird das Kniehebelsystem derart angesteuert, dass es den beweglichen Trägerrahmen in die Schließstellung bewegt. In der Schließstellung muss dann ermittelt werden, ob die Arretierung korrekt ist, ob also das Formwerkzeug geschlossen wird und ferner die gewünschte Zuhaltekraft aufgebracht wird. Ist das nicht der Fall, so wird der bewegliche Trägerrahmen wieder in die Offenstellung bewegt. Durch ein Verdrehen der Nutmuttern - in manchen Fällen um nur eine Vierteldrehung - wird die Arretierung angepasst und der bewegliche Trägerrahmen wird erneut in die Schließstellung bewegt. Diese Schritte werden so oft wie nötig wiederholt. Dieser Einstellprozess ist langwierig, da die Formteilmaschine wiederholt geschlossen und geöffnet werden muss, und umständlich, da für die Einstellung Fachwissen und Erfahrungswerte von großer Bedeutung sind. Diese Einstellung muss daher durch speziell geschultes Fachpersonal vorgenommen werden. Zudem werden separate, hoch belastbare Einstellmittel, wie eben jene Gewindestange und Muttern benötigt. All das macht die Vorrichtung einerseits und den Werkzeugwechsel andererseits entsprechend teuer, wenn sich beim Werkzeugwechsel das Abstandsmaß zwischen festem und beweglichem Trägerrahmen ändert.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, die Anpassung von Maschinensystemen mit Formteilmaschinen an verschiedene Werkzeugblöcke zu erleichtern.
Diese Aufgabe wird durch ein Maschinensystem gemäß Anspruch 1 gelöst.
Das Maschinensystem weist eine Formteilmaschine mit zwei Trägerrahmen auf, einem ersten Trägerrahmen und einem zweiten Trägerrahmen. Der erste Trägerrahmen ist feststehend, wird also im Betrieb der Formteilmaschine nicht bewegt. Der zweite Trägerrahmen ist relativ zu dem ersten Trägerrahmen entlang einer Schließachse S in eine Offenstellung und in eine Schließstellung bewegbar. Das Maschinensystem weist ferner ein Kammergehäuse mit zwei rahmenförmigen Kammerteilen auf, einem ersten Kammerteil und einem zweiten Kammerteil. Das Kammergehäuse definiert eine Prozesskammer zur Aufnahme eines Formwerkzeugs.
Das Maschinensystem umfasst demnach ferner bevorzugt ein Formwerkzeug mit zwei Formwerkzeughälften, einer ersten Formwerkzeughälfte und einer zweiten Formwerkzeughälfte. Die Formwerkzeughälften bilden gemeinsam eine Kavität, in der ein Formteil geschäumt werden kann.
Die Formteilmaschine weist ferner eine Antriebseinheit zum Bewegen des zweiten Trägerrahmens in die Offenstellung und in die Schließstellung auf. Die Antriebseinheit weist bevorzugt zumindest eine Kniehebeleinheit auf, welche mit den Trägerrahmen verbunden ist.
Das erste Kammerteil ist an dem ersten Trägerrahmen angeordnet. Das zweite Kammerteil ist an dem zweiten Trägerrahmen angeordnet. Beide Kammerteile sind dabei derart an dem jeweiligen Trägerrahmen angeordnet, dass sie in der Schließstellung mit ihren einander zugewandten Seiten aneinander liegen.
Das Maschinensystem weist ferner eine Spannvorrichtung zum Aufbringen einer Vorspannung zwischen erstem und zweitem Kammerteil auf, die aus Sicht des zweiten Trägerrahmens hinter dem ersten Trägerrahmen abgestützt ist und entlang der Schließachse S wirkt.
Auf diese Weise kann die gewünschte Vorspannung auf einfache Art und Weise mittels der ohnehin benötigten Spannvorrichtung aufgebracht werden. Die Einstellung der Vorspannung kann in der Schließstellung erfolgen. Das Aufbringen der Vorspannung stellt sich unmittelbar ein, wohingegen im Stand der Technik die Formteilmaschine erst in die Schließstellung verbracht werden musste, bevor die Auswirkungen des Einstellvorgangs (Verstellen der Nutmuttern) auf die Vorspannung erkennbar waren. Auch verringert sich insgesamt die Anzahl verstellbarer Elemente. Da bei einem Wechsel des Werkzeugblocks die Spannvorrichtung zudem ohnehin ab- und anmontiert werden muss, ist der Aufwand zum Einstellen der Vorspannung im Vergleich mit herkömmlichen Systemen, bei denen eine Einstellung zwischen Antrieb und beweglichem Trägerrahmen vorgenommen werden musste, zusätzlich verringert.
Das erste Kammerteil ist bevorzugt derart an dem ersten Trägerrahmen angeordnet, dass es entlang der Schließachse S geführt ist. „Geführt“ bedeutet hier, dass eine translatorische Bewegung in Richtungen außer jener entlang der Schließachse S verhindert wird, gleichzeitig eine Bewegung entlang der Schließachse S jedoch möglich ist. Dabei ist jedoch zu beachten, dass die Bewegung entlang der Schließachse S durch zusätzliche Bauteile eingeschränkt, behindert oder begrenzt werden kann. Das erste Kammerteil wird insbesondere von an dem ersten Trägerrahmen angeordneten Führungsschienen geführt.
Die Spannvorrichtung ist gleichermaßen bevorzugt entlang der Schließachse S geführt. Die Führung ermöglicht eine zielgerichtete, vordefinierte Bewegung der Spannvorrichtung, wodurch beispielsweise ein Verkanten der Spannvorrichtung relativ zu weiteren Bestandteilen der Formteilmaschine vermieden wird. Besonders bevorzugt läuft die Spannvorrichtung auf Schienen, welche sich parallel zu der Schließachse S erstrecken. Die Schienen nehmen das Gewicht der Spannvorrichtung auf und ermöglichen eine zuverlässige Führung.
Bevorzugt ist eine Bewegung der Spannvorrichtung in einer Richtung R von dem ersten Trägerrahmen weg begrenzt und die Spannvorrichtung und das erste Kammerteil sind in der Schließstellung derart miteinander gekoppelt, dass die Spannvorrichtung eine Bewegung des ersten Kammerteils relativ zu dem ersten Trägerrahmen in der Richtung R begrenzt und dadurch in der Schließstellung eine Vorspannung zwischen dem ersten und dem zweiten Kammerteil bewirkt. Die Begrenzung der Spannvorrichtung ist im Zuge eines Werkzeugwechsels veränderbar, sodass die Vorspannung in Abhängigkeit von den Maßen des jeweiligen Werkzeugblocks eingestellt werden kann.
Das erfindungsgemäße Maschinensystem ermöglicht dadurch eine einfache Einstellung der Vorspannung zwischen den Kammerteilen, indem die Spannvorrichtung einerseits entlang der Schließachse S geführt ist, andererseits aber hinsichtlich einer Bewegung von dem ersten Trägerrahmen weg begrenzt ist. Durch eine Anpassung der Begrenzung ist unmittelbar eine Einstellung der Vorspannung möglich, wodurch der Einstellvorgang der Vorspannung vereinfacht wird.
Die Antriebseinheit umfasst bevorzugt mindestens eine Kniehebeleinheit. Bevorzugt sind zwei Kniehebeleinheiten vorgesehen, die insbesondere symmetrisch angeordnet sein können. Dies ermöglicht eine gleichmäßige Kraftaufbringung beim Bewegen und Zuhalten des zweiten Trägerrahmens. Je nach erforderlichem Kraftaufwand für die Vorspannung können jedoch auch mehr Kniehebeleinheiten vorgesehen werden. Jede Kniehebeleinheit ist an einem ersten Ende mit dem ersten Trägerrahmen und mit einem zweiten Ende an dem zweiten Trägerrahmen verbunden. Die Antriebseinheit weist ferner bevorzugt einen Elektromotor auf, mittels dem die Kniehebeleinheiten derart betätigt werden, dass der bewegbare zweite Trägerrahmen in einem ersten Endzustand der Kniehebeleinheiten die Offenstellung und in einem zweiten Endzustand die Schließstellung einnimmt. In dem ersten Endzustand weisen die Enden den größtmöglichen Abstand, in dem zweiten Endzustand den geringstmöglichen Abstand zueinander auf.
Ein wesentlicher Vorteil von Antriebseinheiten mit Kniehebeleinheiten besteht wie oben erwähnt in einem gegenüber Systemen mit Hubzylindern in einem reduzierten Energieverbrauch. Kniehebeleinheiten bewirken außerdem, dass der Schließvorgang einerseits schnell von statten geht, andererseits für das Zuhalten eine große Kraft zur Verfügung steht. Ferner ist die Ansteuerung von Antriebseinheiten mit Kniehebeleinheit einfacher, da es zwei definierte, absolute Endzustände gibt, die sich mittels eines Drehwinkelgebers erfassen lassen.
Zur Abstützung der Spannvorrichtung weist die Formteilmaschine bevorzugt erste Gewindestangen auf, die an dem feststehenden ersten Trägerrahmen angeordnet sind. Die ersten Gewindestangen sind bevorzugt auf einer von dem beweglichen zweiten Trägerrahmen abgewandten Seite des ersten Trägerrahmens angeordnet und erstrecken sich entlang der Schließachse S. Die Spannvorrichtung weist bevorzugt Bohrungen für die ersten Gewindestangen auf. Beim Ausrüsten des Maschinensystems wird die Spannvorrichtung derart in Richtung des ersten Trägerrahmens bewegt, dass die Bohrungen über die ersten Gewindestangen geschoben werden.
Die Verwendung der ersten Gewindestangen bietet eine einfache Möglichkeit für die Begrenzung der Bewegung der Spannvorrichtung von dem ersten Trägerrahmen weg (Bewegung in Richtung R). Bevorzugt ist nämlich vorgesehen, dass zur Begrenzung der Bewegung der Spannvorrichtung in der Richtung R auf jeder ersten Gewindestange von dem ersten Trägerrahmen ausgehend eine Begrenzungseinrichtung mit zumindest einer Mutter hinter der Spannvorrichtung angeordnet ist.
Die Spannvorrichtung stützt sich auf der Begrenzungseinrichtung ab, wenn der zweite Trägerrahmen in die Schließstellung bewegt wird. Die Begrenzungseinrichtungen wiederum sind über die ersten Gewindestange mit dem ersten Trägerrahmen verbunden, wodurch die Abstützkraft in den ersten Trägerrahmen geleitet wird. Der weitere Kraftfluss erfolgt über die Antriebseinrichtung zum zweiten Trägerrahmen. Ausgehend von der Spannvorrichtung, aber in entgegengesetzter „Richtung“, erfolgt der Kraftfluss über das erste Kammerteil zu dem zweiten Kammerteil und von dort ebenfalls zu dem zweiten Trägerrahmen. Auf diese Weise wird im Betrieb des Maschinensystems immer dann eine Vorspannung zwischen den Kammerteilen bewirkt, wenn sich der zweite Trägerrahmens in der Schließstellung befindet.
Die Begrenzungseinrichtung weist bevorzugt eine Mutter sowie eine Kontermutter auf. Durch ein Verdrehen der Mutter wird der Weg für die Spannvorrichtung entlang der ersten Gewindestangen eingestellt. Die Kontermutter fixiert die Position der Mutter. Alternativ können anstelle einer Mutter und einer Kontermutter beispielsweise auch eine selbstsichernde Mutter oder ähnlich wirkende Verbindungselemente als Begrenzungseinrichtung verwendet werden.
Das Aufbringen der Vorspannung erfolgt bevorzugt durch Anziehen der Muttern mit einem vordefinierten Drehmoment. Dieses Anziehen ist auch für Anwender ohne eine spezielle Schulung möglich. Zudem ist ein derartiges Aufbringen der Vorspannung wenig fehleranfällig, insbesondere da eine Vielzahl von ersten Gewindestangen mit Muttern vorgesehen ist, die jeweils mit dem entsprechenden Drehmoment festgezogen werden können. Dies verringert in der Summe der Momente den statistischen Fehler. Die Erfindung schafft auf diese Weise eine besonders einfache Möglichkeit, das Maschinensystem an verschiedene Werkzeugblöcke anzupassen.
Durch ihre Rahmenform weisen der erste und der zweite Trägerrahmen jeweils einen zentralen Durchbruch auf. Die ersten Gewindestangen sind bevorzugt um den Durchbruch des ersten Trägerrahmens herum, insbesondere gleichmäßig verteilt, angeordnet. Auf diese Weise kann eine gleichmäßige Vorspannung zwischen den Kammerteilen erzielt werden.
Bei anderen Ausführungsformen kann die Spannvorrichtung auch durch andere Bauteile hinsichtlich einer Bewegung in Richtung R begrenzt werden. Ist die Spannvorrichtung wie oben beschrieben auf entlang der Schließachse S verlaufenden Schienen bewegbar, so kann. zur Begrenzung der Bewegung der Spannvorrichtung beispielsweise ein Klemmelement für jede Schiene vorgesehen sein. Die Klemmelemente werden an den Schienen festgeklemmt und begrenzen auf diese Weise die Bewegung der Spannvorrichtung.
Die Begrenzung der Bewegung kann beispielsweise auch mittels Pratzen erfolgen, welche die Spannvorrichtung ausgehend von dem ersten Trägerrahmen umgreifen. Die Pratzen können auch auf den ersten Gewindestangen angeordnet sein, die wiederum mittels Muttern und optional Kontermuttern hinsichtlich einer Bewegung in der Richtung R begrenzt werden, wodurch die Bewegung der Spannvorrichtung in gleicher Weise begrenzt wird. In letzterem Fall werden keine Bohrungen in der Spannvorrichtung benötigt.
Die Kammerteile und die Formwerkzeughälften bilden gemeinsam mit zwei Abschlussplatten für die Kammerteile, einer ersten Abschlussplatte für das erste Kammerteil und einer zweiten Abschlussplatte für das zweite Kammerteil, einen Werkzeugblock. Die Kammerteile werden in der Schließstellung endseitig von den Abschlussplatten derart verschlossen, dass die Kammerteile und die Abschlussplatten gemeinsam eine Prozesskammer für das Formwerkzeug definieren. Das Formwerkzeug ist zumindest in der Schließstellung in der Prozesskammer angeordnet. Das Formwerkzeug weist wie beschrieben eine erste Formwerkzeughälfte und eine zweite Formwerkzeughälfte auf. Die Formwerkzeughälften sind bei bestimmungsgemäßem Gebrauch in der Prozesskammer angeordnet, wenn sich der zweite Trägerrahmen in der Schließstellung befindet.
Die Spannvorrichtung ist bevorzugt ein Spannrahmen, der insbesondere ein L-förmiges Rahmenprofil aufweist. Der Spannrahmen weist durch seine Rahmenform einen zentralen Durchbruch auf, durch den beispielsweise Schlauchleitungen für Wasserdampf und/oder Granulat sowie Steuerleitungen verlaufen können. Die Bohrungen für die ersten Gewindestangen sind bevorzugt in einem ersten, senkrecht zur Schließachse S verlaufenden Abschnitt des L-förmigen Rahmenprofils angeordnet, während die erste Abschlussplatte an einem zweiten, parallel zu der Schließachse S verlaufenden Abschnitt des L-förmigen Rahmenprofils stirnseitig angeordnet ist. Auf diese Weise lässt sich eine effiziente Kraftübertragung von der Begrenzung durch die Mutter und optional die Kontermutter erzielen.
Die erste Formwerkzeughälfte ist bevorzugt auf der ersten Abschlussplatte, welche dem ersten Kammerteil zugeordnet ist, fixiert. Die zweite Formwerkzeughälfte ist analog bevorzugt auf der zweiten Abschlussplatte, welche dem zweiten Kammerteil zugeordnet ist, fixiert. In der Schließstellung bilden die Formwerkzeughälften ein geschlossenes Formwerkzeug. Dabei ist zu beachten, dass die Formwerkzeughälften in der Schließstellung einen sehr kleinen Spalt zwischen sich bilden können. Für die Funktion des Maschinensystems ist es jedoch wichtiger, dass die Kammerteile aneinander anliegen, damit kein Wasserdampf aus der Prozesskammer austreten kann, als dass zwischen den Formwerkzeughälften kein Spalt besteht. Daher wird der kleine Spalt zwischen den Formwerkzeughälften in Kauf genommen. Der kleine Spalt zwischen den Formwerkzeughälften führt aufgrund der Größe des Granulats nicht unmittelbar zu einem „Rand“ an dem hergestellten Formteil. Ein solcher Rand könnte aber dann entstehen, wenn die Formwerkzeughälften weiter als vorgesehen auseinander gedrückt werden, was wiederum durch die Vorspannung erfindungsgemäß verhindert wird. Alternativ können die Formwerkzeughälften auch derart ausgebildet sein, dass ihre Kavitäten ineinander einlaufen. Auf diese Weise ist trotz unter Wirkung von Prozessdrücken auftretender Verformungen ein Formteil ohne Rand möglich.
Der Werkzeugblock kann in der sogenannten Standardbauweise oder in Monoblockbauweise ausgestaltet sein.
In der Standardbauweise weist der erste Trägerrahmen erste Gewindestangen und zweite Gewindestangen auf. Die zweiten Gewindestangen sind bevorzugt auf einer dem beweglichen zweiten Trägerrahmen zugewandten Seite des ersten Trägerrahmens angeordnet und erstrecken sich entlang der Schließachse S. Ferner sind die zweiten Gewindestangen bevorzugt um den Durchbruch des ersten Trägerrahmens herum angeordnet. Das erste Kammerteil weist bevorzugt Bohrungen für die zweiten Gewindestangen auf. Ferner ist das erste Kammerteil derart an dem ersten Trägerrahmen geführt, dass es entlang der Schließachse S relativ zu dem ersten Trägerrahmen bewegbar ist.. Das erste Kammerteil ist dabei derart an dem ersten Trägerrahmen angeordnet, dass die zweiten Gewindestangen durch die Bohrungen ragen.
Die ersten Gewindestangen sind wie oben beschrieben auf einer dem beweglichen zweiten Trägerrahmen abgewandten Seite des ersten Trägerrahmens angeordnet und erstrecken sich ebenfalls entlang der Schließachse S. Ferner sind die ersten Gewindestangen bevorzugt ebenfalls um den Durchbruch des ersten Trägerrahmens herum angeordnet
Die erste Abschlussplatte ist in der Standardbauweise nicht unmittelbar an dem ersten Kammerteil fixiert. Sie wird vielmehr beim Ausrüsten des Maschinensystems gemeinsam mit dem darauf angeordneten Formwerkzeug derart an der Spannvorrichtung angeordnet, dass sich das Formwerkzeug von der ersten Abschlussplatte aus in Richtung der Prozesskammer erstreckt. Dabei ist bevorzugt nur eine erste Formwerkzeughälfte unmittelbar mit der ersten Abschlussplatte verbunden. Die zweite Formwerkzeughälfte ist mit der ersten Formwerkzeughälfte verblockt.
Darüber hinaus gibt es auch Formwerkzeuge für die Standardbauweise, bei denen die erste Abschlussplatte, die erste Formwerkzeughälfte und die zweite Formwerkzeughälfte getrennt voneinander montiert werden. Die einzelnen Bauteile werden dabei in der Offenstellung der Formteilmaschine an den Trägerrahmen angebracht. Zum Ausrüsten des Maschinensystems wird der zweiten Trägerrahmen nach der Montage der Bauteile in die Schließstellung bewegt, woraufhin die Vorspannung in der beschriebenen Art und Weise aufgebracht werden kann.
Die erste Abschlussplatte kann dann mittels der Spannvorrichtung entlang ihrer Führung bzw. jener der Spannvorrichtung auf das erste Kammerteil zu bewegt werden, wobei die Spannvorrichtung hierzu auf den ersten Trägerrahmen zu bewegt wird, bis die erste Abschlussplatte an dem ersten Kammerteil anliegt. Die erste Abschlussplatte und das erste Kammerteil werden auch in dieser Stellung nicht aneinander fixiert, sondern liegen bevorzugt in jeder Stellung nur aneinander an. Bevorzugt ist in einem Kontaktbereich auf der ersten Abschlussplatte und/oder auf dem ersten Kammerteil zumindest ein Dichtelement angeordnet, mittels dem der Kontaktbereich zwischen erster Anschlussplatte und erstem Kammerteil abgedichtet wird, sodass kein Wasserdampf über den Kontaktbereich austreten kann. Das Dichtelement ist bevorzugt um den Durchbruch umlaufend ausgebildet.
Da das erste Kammerteil genau wie die Spannvorrichtung entlang der Schließachse S geführt ist, wird durch eine weitere Bewegung der Spannvorrichtung in Richtung des zweiten Trägerrahmens das erste Kammerteil mitbewegt bis die Kammerteile aneinander anliegen. Die Spannvorrichtung weist in dieser Position entlang der Schließachse S einen Abstand A > 0 zu dem ersten Trägerrahmen auf, liegt also nicht an dem ersten Trägerrahmen an. Das erste Kammerteil weist entlang der Schließachse S einen Abstand B > 0 zu dem ersten Trägerrahmen auf, liegt also ebenfalls nicht an dem ersten Trägerrahmen an.
Eine zweite Abschlussplatte kann während des Ausrüstens an der zweiten Formwerkzeughälfte befestigt sein. Sie wird dann zum Ausrüsten des Maschinensystems mit dem Formwerkzeug in die Prozesskammer bewegt und anschließend an dem zweiten Kammerteil und/oder dem zweiten Trägerrahmen befestigt. Hierzu wird der zweite Trägerrahmen zuvor in die Schließstellung bewegt.
Die Verblockung der Kammerteile wird sodann gelöst. Durch weiteres Aufbringen einer Kraft entgegen der Richtung R wird eine Vorspannung zwischen den Kammerteilen bewirkt und zugleich das Kammergehäuse vollständig abgedichtet. Anschließend oder im Falle von Gewindestangen und Muttern gleichzeitig wird eine Bewegung der Spannvorrichtung und damit des ersten Kammerteils in der Richtung R, also von dem ersten Trägerrahmen weg, begrenzt. Auf diese Weise wird die Vorspannung immer dann bewirkt, wenn sich der zweite Trägerrahmen in der Schließstellung befindet. Ein mehrfaches Öffnen und Schließen der Formteilmaschine durch Bewegen des zweiten Trägerrahmens ist zum Einstellen der Vorspannung nicht erforderlich. Die Vorspannung verhindert, dass sich die Kammerteile und die Formwerkzeughälften auseinander bewegen, wenn das Granulat expandiert oder Mediendrücke (Wasserdampf und/oder Druckluft) in der Dampfkammer entsprechende Kräfte bewirken.
Das erste Kammerteil ist hinsichtlich einer Bewegung von dem zweiten Kammerteil weg über die Spannvorrichtung begrenzt. In die entgegengesetzte Richtung kann das erste Kammerteil ebenfalls hinsichtlich einer Bewegung begrenzt werden. Vorteilhafterweise sind hierzu zweite Gewindestangen auf einer dem zweiten Trägerrahmen zugewandten Seite des ersten Trägerrahmens angeordnet, wobei sich die zweiten Gewindestangen entlang der Schließachse S erstrecken und wobei die Endposition des ersten Kammerteils von dem ersten Trägerrahmen weg durch die zweiten Gewindestangen sowie darauf angeordneten Muttern definiert wird (Arretierung). Durch die Begrenzung wird das erste Kammerteil gegen ein Herunterfallen in der Offenstellung von den zweiten Gewindestangen gesichert.
Der Verbund aus Spannvorrichtung und erstem Kammerteil wird somit einerseits von der Begrenzung der Spannvorrichtung und andererseits durch die Begrenzung des ersten Kammerteils an einer Bewegung entlang der Schließachse S gehindert.
Bei der Monoblockbauweise sind die erste Abschlussplatte, das erste Kammerteil, das zweite Kammerteil sowie die zweite Abschlussplatte miteinander verbunden angeordnet. Die Kammerteile sind an ihren jeweiligen Abschlussplatten fixiert, beispielsweise mittels Schrauben, (Gewinde-)Stangen, Muttern und/oder Spannpratzen, und zudem miteinander lösbar verbunden (verblockt). Die Verblockung wird ebenfalls bevorzugt mittels Schrauben, (Gewinde-)Stangen, Muttern und/oder Spannpratzen bewirkt. In der gebildeten Prozesskammer sind die Formwerkzeughälften angeordnet. Dieser gesamte Verbund, der als Monoblock bezeichnet wird, wird beim Ausrüsten des Maschinensystems an der Spannvorrichtung fixiert. Hierzu kann die erste Abschlussplatte beispielsweise an die Spannvorrichtung geschraubt werden.
Das erste Kammerteil ist somit bei der Monoblockbauweise aufgrund der Verbindung mit der Spannvorrichtung mittelbar derart an dem ersten Trägerrahmen angeordnet, dass es entlang der Schließachse S geführt ist.
Die Spannvorrichtung ist auch bei der Monoblockbauweise erneut bevorzugt ein Spannrahmen mit einem Durchbruch. Die Begrenzung der Bewegung des Spannrahmens erfolgt bevorzugt auch hier durch die an dem ersten Trägerrahmen angeordneten, sich entlang der Schließachse S erstreckenden ersten Gewindestangen sowie Muttern, optional mit Kontermutter, oder selbstsichernde Muttern oder gleichwirkende Verbindungselemente. Der Spannrahmen wird entlang der Schließachse S abermals bevorzugt auf Schienen geführt.
Zur Ausrüstung des Maschinensystems mit einem Werkzeugblock der Monoblockbauweise wird der zweite Trägerrahmen in die Schließstellung bewegt. Anschließend werden die Spannvorrichtung und der Werkzeugblock durch den Durchbruch des ersten Trägerrahmens in Richtung des zweiten Trägerrahmens bewegt, bis die zweite Abschlussplatte an dem zweiten Trägerrahmen anliegt. Die zweite Abschlussplatte wird sodann an dem zweiten Trägerrahmen fixiert und die Verbindung der Kammerteile gelöst. Anschließend wird eine zusätzliche Kraft in Richtung der genannten Bewegung auf die Spannvorrichtung ausgeübt, sodass eine Vorspannung zwischen dem ersten und dem zweiten Kammerteil bewirkt wird. Die Bewegung der Spannvorrichtung in die entgegengesetzte Richtung R wird sodann begrenzt, sodass die Vorspannung automatisch immer dann bewirkt wird, wenn sich der zweite Trägerrahmen in der Schließstellung befindet. Im Falle von Gewindestangen und Muttern erfolgen auch hier das Aufbringen der Vorspannung und die Begrenzung der Bewegung gleichzeitig durch Anziehen der Muttern bis zu einem vorab definierten Drehmoment. Ein mehrfaches Öffnen und Schließen der Formteilmaschine durch Bewegen des zweiten Trägerrahmens ist zum Einstellen der Vorspannung erneut nicht erforderlich
Anschließend ist das Maschinensystem mit dem Monoblock betriebsbereit und der zweite Trägerrahmen kann in die Offenstellung bewegt werden, wodurch die Prozesskammer und das Formwerkzeug geöffnet werden. In dieser Stellung ist der Verbund aus Spannvorrichtung, erster Abschlussplatte und erstem Kammerteil in Richtung des zweiten Trägerrahmens entlang der Führung der Spannvorrichtung bewegbar. Die Bewegung kann ebenfalls unterbunden werden, im Falle von ersten Gewindestangen beispielsweise erneut mittels Muttern, die zwischen Spannvorrichtung und erstem Trägerrahmen auf den ersten Gewindestangen angeordnet sind und eine Bewegung der Spannvorrichtung entgegen der Richtung R begrenzen.
Die Aufgabe der Erfindung wird auch durch ein Verfahren zum Ausrüsten eines Maschinensystems gelöst.
Das Verfahren zum Ausrüsten eines Maschinensystems mit einer zwei Trägerrahmen aufweisenden Formteilmaschine, wobei ein erster Trägerrahmen der zwei Trägerrahmen feststehend und ein zweiter Trägerrahmen der zwei Trägerrahmen relativ zu dem ersten Trägerrahmen mittels einer Antriebseinheit entlang einer Schließachse S in eine Offenstellung und in eine Schließstellung bewegbar ist, und mit einem zwei Kammerteile aufweisenden Kammergehäuse zur Aufnahme eines Formwerkzeugs, weist die folgenden Schritte auf:

- Anordnen eines ersten Kammerteils der zwei Kammerteile an dem ersten Trägerrahmen,
- Anordnen eines zweiten Kammerteils der zwei Kammerteile an dem zweiten Trägerrahmen,

- Aufbringen einer Vorspannung zwischen erstem und zweitem Kammerteil in der Schließstellung mittels einer aus Sicht des zweiten Trägerrahmens hinter dem ersten Trägerrahmen abgestützten und entlang der Schließachse S wirkenden Spannvorrichtung.

Das erste Kammerteil wird bevorzugt derart an dem ersten Trägerrahmen angeordnet, dass es entlang der Schließachse S geführt ist.
Die Spannvorrichtung ist bevorzugt entlang der Schließachse S geführt.
Bei vorteilhaften Weiterbildungen wird eine Bewegung der Spannvorrichtung in einer Richtung R von dem ersten Trägerrahmen weg begrenzt und die Spannvorrichtung und das erste Kammerteil werden derart miteinander gekoppelt, dass die Spannvorrichtung eine Bewegung des ersten Kammerteils relativ zu dem ersten Trägerrahmen in der Richtung R begrenzt und dadurch in der Schließstellung eine Vorspannung zwischen dem ersten und dem zweiten Kammerteil bewirkt.
Das Koppeln der Spannvorrichtung und des ersten Kammerteils kann dadurch realisiert werden, dass die Spannvorrichtung und das erste Kammerteil bloß aneinander anliegen. Alternativ können die Spannvorrichtung und das erste Kammerteil auch aneinander fixiert werden.
Die oben im Zusammenhang mit dem Maschinensystem beschriebenen Verfahrensschritte stellen jeweils vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens dar.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen beispielhaft dargestellt und erläutert. Es zeigen

1 a bis 1c den Ausrüstvorgang eines Maschinensystem mit einem Werkzeugblock in Standardbauweise in geschnittenen Seitenansichten,
2 das Maschinensystem der 1 a bis 1c in einer geschnittenen Draufsicht,
3a bis 3c den Ausrüstvorgang eines Maschinensystem mit einem Werkzeugblock in Monoblockbauweise in geschnittenen Seitenansichten

Das in den 1a bis 1c dargestellte Maschinensystem weist einen feststehenden ersten Trägerrahmen 1 sowie einen entlang einer Schließachse S in eine Offenstellung und in eine Schließstellung bewegbaren zweiten Trägerrahmen 3 sowie eine Antriebseinheit (nicht gezeigt) zum Bewegen des zweiten Trägerrahmens 3 auf. Die Trägerrahmen 1, 3 und die Antriebseinheit sind Teile einer Formteilmaschine 4 zum Herstellen von geschäumten Formteilen.
An dem ersten Trägerrahmen 1 sind erste Gewindestangen 5 angeordnet, die sich parallel zur Schließachse S erstrecken und auf einer dem zweiten Trägerrahmen 3 abgewandten Seite 6 des ersten Trägerrahmen 1 angeordnet sind. Von den ersten Gewindestangen 5 ist nur eine sichtbar.
An dem ersten Trägerrahmen 1 sind ferner zweite Gewindestangen 7 angeordnet, die sich ebenfalls parallel zur Schließachse S erstrecken, jedoch auf einer dem zweiten Trägerrahmen 3 zugewandten Seite 9 des ersten Trägerrahmens 1 angeordnet sind. Von den zweiten Gewindestangen 7 ist nur eine sichtbar. Die zweiten Gewindestangen erstrecken sich parallel zur Schließachse S. Das erste Kammerteil 11 weist komplementäre Bohrungen (nicht dargestellt) zu den zweiten Gewindestangen 7 auf. Das erste Kammerteil 11 wird derart geführt, dass es relativ zu dem ersten Trägerrahmen 1 entlang der Schließachse S bewegbar ist, in Richtungen senkrecht hierzu jedoch nicht.
Das Maschinensystem weist ferner einen Spannrahmen 13 auf, welcher auf Schienen (nicht sichtbar) entlang der Schließachse S geführt ist. Der Spannrahmen 13 weist ein L-förmiges Rahmenprofil mit Bohrungen (nicht dargestellt) für die ersten Gewindestangen 5 auf. Die ersten Gewindestangen 5 und die Bohrungen sind zueinander komplementär. Wird der Spannrahmen 13 auf den ersten Trägerrahmen 1 zubewegt, so werden die Bohrungen gewissermaßen auf die ersten Gewindestangen 5 gesteckt, wobei nicht notwendigerweise eine Berührung zwischen Bohrungen und Gewindestangen 5 stattfindet. Auf dem Spannrahmen 13 ist eine erste Abschlussplatte 15 und auf der ersten Abschlussplatte 15 eine erste Formwerkzeughälfte 17 angeordnet.
Das erste Kammerteil 11 weist auf einer von dem zweiten Trägerrahmen 3 abgewandten Seite 19 eine umlaufende Dichtung (nicht dargestellt) auf. Wird die Baugruppe aus Spannrahmen 13, erster Abschlussplatte 15 und erster Formwerkzeughälfte 17 in das erste Kammerteil 11 entlang der Schließachse S hineinbewegt, so kommt eine dem ersten Kammerteil 11 zugewandte Seite 23 der ersten Abschlussplatte 15 auf der Dichtung zum Liegen, so dass eine Abdichtung zwischen erster Abschlussplatte 15 und erstem Kammerteil 11 geschaffen wird.
Das Maschinensystem weist ferner ein ebenfalls rahmenförmiges zweites Kammerteil 25 auf, welches an dem zweiten Trägerrahmen 3 fixiert ist und von einer zweiten Abschlussplatte 26 endseitig abgeschlossen wird. Das zweite Kammerteil 25 bildet gemeinsam mit dem ersten Kammerteil 11 und den Abschlussplatten 15, 26 ein Kammergehäuse mit einer von Zuleitungen für Wasserdampf und Granulat abgesehen geschlossenen Prozesskammer 27 (siehe 1c). In der Prozesskammer 27 sind die erste Formwerkzeughälfte 17 und ferner eine an der zweiten Abschlussplatte 26 befestigte zweite Formwerkzeughälfte 29 angeordnet. Die Formwerkzeughälften 17 und 29 bilden gemeinsam ein Formwerkzeug.
Bei anderen Ausführungsformen kann die zweite Abschlussplatte 26 auch an der zweiten Formwerkzeughälfte 29 befestigt sein und gemeinsam mit dem Formwerkzeug in die Prozesskammer 27 eingebracht werden.
Bei der Ausrüstung des Maschinensystems ist zunächst nur die Formteilmaschine 4 mit den zwei Trägerrahmen 1, 3 in Offenstellung vorhanden. Das zweite Kammerteil 25 mit der zweiten Abschlussplatte 26 wird dann an dem zweiten Trägerrahmen 3 befestigt. Das erste Kammerteil 11 wird auf die zweiten Gewindestangen 7 und der Verbund aus Spannrahmen 13, erster Abschlussplatte 15 sowie erster Formwerkzeughälfte 17 und zweiter Formwerkzeughälfte 29 über die ersten Gewindestangen 5 geschoben (1a). Die Formwerkzeughälfte 17, 29 sind miteinander verblockt.
Anschließend wird der zweite Trägerrahmen 3 entlang der Schließachse S in die Schließstellung bewegt (1b). Das erste Kammerteil 11 kann auch in der Schließstellung weiterhin relativ zu dem ersten Trägerrahmen 1 entlang der Schließachse S bewegt werden. Der Spannrahmen 13 wird dann in Richtung des zweiten Trägerrahmens 3 bewegt, bis die Seite 23 auf der Seite 19 liegt. Dabei greifen die ersten Gewindestangen 5 in die Bohrungen des Spannrahmens 13 ein. Falls das erste Kammerteil 11 noch nicht an dem zweiten Kammerteil 25 anliegt (siehe 1b), kann der Verbund weiter bewegt werden, wodurch das erste Kammerteil 11 in Richtung des zweiten Kammerteils 25 geschoben wird, bis es an diesem anliegt (1c). Dadurch werden die Formwerkzeughälften 17, 29 in die Prozesskammer 27 eingebracht. Der Spannrahmen 13 steht auch in dieser Position nicht mit dem ersten Trägerrahmen 1 in direktem Kontakt, sondern weist einen Abstand A zu dem ersten Trägerrahmen 1 auf. Die zweite Formwerkzeughälfte 29 kann dann an der zweiten Anschlussplatte 26 befestigt werden, beispielsweise mittels hier nicht dargestellter Schrauben. Anschließend kann die Verblockung der Formwerkzeughälften 17, 29 gelöst werden.
Zwischen den Formwerkzeughälften 17, 29 ist bei gelöster Verblockung ein Spalt vorhanden, der aus zeichnerischen Gründen übertrieben dargestellt ist.
Der Spalt ist vorhanden, da vorrangig sichergestellt sein soll, dass die Kammerteile 11, 25 aneinander anliegen. Bei anderen Ausführungsformen kann zwischen den Formwerkzeughälften 17, 29 auch kein Spalt vorgesehen sein. Insbesondere können die Kavitäten der Formwerkzeughälften 17, 29 ineinander einlaufen.
Ferner wird beim Ausrüsten des Maschinensystems jeweils eine Mutter 31 auf die ersten Gewindestangen 5 geschraubt (1c) und bis zu einem vorbestimmten Drehmoment angezogen, so dass die erste Abschlussplatte 15 gegen das erste Kammerteil 11 und das erste Kammerteil 11 gegen das zweite Kammerteil 25 gedrückt wird, wodurch eine Vorspannung zwischen den Kammerteilen 11, 25 erzeugt wird. Ein mehrfaches Öffnen und Schließen der Formteilmaschine 4 durch Bewegen des zweiten Trägerrahmens 3 ist zum Einstellen der Vorspannung somit nicht erforderlich. Durch die Muttern 31 ist eine Bewegung des ersten Kammerteils 11 in einer Richtung R von dem ersten Trägerrahmen 1 weg begrenzt. Der Spannrahmen 13 ist auf diese Weise von den aus Sicht des zweiten Trägerrahmens 3 hinter dem ersten Trägerrahmen 1 liegenden Muttern 31 abgestützt. Auf diese Weise bewirkt der Spannrahmen 13 eine Vorspannung zwischen den Kammerteilen 11, 25 entlang der Schließachse S.
Anschließend werden Muttern 33 auf die zweiten Gewindestangen 7 aufgeschraubt, wobei diese nicht fest angezogen werden müssen. Sie sind insbesondere nicht dazu vorgesehen, der eingestellten Vorspannung entgegenzuwirken, sondern dienen lediglich dazu, das erste Kammerteil 11 in dem dargestellten Abstand B zu dem ersten Trägerrahmen 1 zu fixieren und gegen ein Herunterfallen des ersten Kammerteils 11 von den zweiten Gewindestangen 7 zu sichern, wenn der zweite Trägerrahmen 3 in die Offenstellung bewegt wird.
Die Antriebseinheit des Maschinensystems weist zwei Kniehebeleinheiten 35 auf (siehe 2), von denen eine dargestellt ist. Jede Kniehebeleinheiten 35 ist an einem ersten Ende mittels einer ersten Lagerstelle 36 mit dem ersten Trägerrahmen 1 und an einem zweiten Ende mittels einer zweiten Lagerstelle 37 mit dem zweiten Trägerrahmen 3 verbunden. 2 zeigt die Schließstellung des Maschinensystems. Durch die Kniehebeleinheiten 35 ist die jeweilige Position des bewegbaren zweiten Trägerrahmens 3 sowohl in der Offenstellung wie auch in der Schließstellung festgelegt. Die Drehpunkte der Lagerstellen 36, 37 sowie der einer weiteren mittigen Lagerstelle 38 befinden sich sowohl in der Offenstellung wie auch in der Schließstellung auf einer Geraden G.
Wird das Maschinensystem nun mittels der Antriebseinheit geöffnet, d.h. der zweite Trägerrahmen 3 in die Offenstellung bewegt, so kann sich der Verbund aus erster Abschlussplatte 15 und erstem Kammerteil 11 entspannen, sodass keine oder nur noch eine geringe Vorspannung zwischen diesen Bauteilen besteht. Wird das Maschinensystem erneut geschlossen, d. h. der zweite Trägerrahmen 3 in die Schließstellung gebracht, so wird die zuvor eingestellte Vorspannung aufgrund der festgelegten Endpositionen der Kniehebeleinheiten 35 wieder erreicht. Da die Position der Muttern 31 beim Einbau des Werkzeugblocks sowie das Drehmoment, mit dem die Muttern 31 angezogen werden, in Abhängigkeit von dem Werkzeugblock, insbesondere von dessen Geometrie, einstellbar ist, kann das Maschinensystem bzw. dessen Formteilmaschine 4 auf einfache Weise an verschiedene Werkzeugblöcke angepasst werden.
Das in den 3a bis 3c dargestellte Maschinensystem weist erneut eine Formteilmaschine 4 mit einem ersten Trägerrahmen 1 und einen entlang einer Schließachse S in eine Offenstellung und eine Schließstellung beweglichen zweiten Trägerrahmen 3 auf. An dem ersten Trägerrahmen 1 sind auf einer von dem zweiten Trägerrahmen 3 abgewandten Seite 6 erste Gewindestangen 5 angeordnet, die sich parallel zur Schließachse S erstrecken. Das Maschinensystem umfasst auch eine nicht dargestellte Antriebseinheit mit mehreren Kniehebeleinheiten.
Das Maschinensystem umfasst ferner einen Monoblock. Der Monoblock umfasst zwei Kammerteile 11, 25 mit jeweils einer zugeordneten Abschlussplatte 15, 26. Die Kammerteile 11, 25 definieren gemeinsam mit den Abschlussplatten 15, 26 eine Prozesskammer 27 (3c). In der Prozesskammer 27 sind zwei Formwerkzeughälften 17, 29 eines Formwerkzeugs angeordnet, die jeweils auf einer der Abschlussplatten 15, 26 befestigt sind. Im verblockten Zustand sind die Kammerteile 11, 25 mittels Spannpratzen 51 miteinander befestigt.
Beim Ausrüsten des Maschinensystems mit dem Monoblock wird der Monoblock zunächst an dem Spannrahmen 13 angeordnet und fixiert (gekoppelt). Zur Befestigung des Monoblocks wird die erste Abschlussplatte 15 an dem Spannrahmen 13 befestigt, beispielsweise mittels Schrauben. Anschließend wird der Spannrahmen 13 zusammen mit dem Werkzeugblock auf den ersten Trägerrahmen 1 zu bewegt, wobei der Spannrahmen 13 erneut nicht dargestellte Bohrungen aufweist, die zu den ersten Gewindestangen komplementär sind (3a). Der Spannrahmen 13 ist dabei erneut auf nicht dargestellten Schienen entlang der Schließachse S geführt.
Der zweite Trägerrahmen 3 wird dann entlang der Schließachse S in die Schließstellung bewegt (3b). Anschließend wird der Spannrahmen 13 zusammen mit dem Werkzeugblock entlang der Schließachse S in Richtung des zweiten Trägerrahmens 3 bewegt, bis die zweite Abschlussplatte 26 an dem zweiten Trägerrahmen 3 anliegt. Die zweite Abschlussplatte 26 wird dann an dem Trägerrahmen 3 befestigt, beispielsweise mittels Schrauben. Die Spannpratzen 51 werden gelöst, wodurch die Kammerteile 11, 25 nicht mehr miteinander verblockt sind.
Nun werden erneut Muttern 31 auf die ersten Gewindestangen 5 aufgedreht und das Kammerteil 11 wird gemeinsam mit dem Spannrahmen 13 durch die Muttern 31 in Richtung des Kammerteils 25 und des zweiten Trägerrahmens 3 vorgespannt. Dies geschieht so lange bis die gewünschte Vorspannung bzw. bis das vorgegebene Drehmoment beim Andrehen der Muttern erreicht ist. Ein mehrfaches Öffnen und Schließen der Formteilmaschine 4 durch Bewegen des zweiten Trägerrahmens 3 ist zum Einstellen der Vorspannung somit nicht erforderlich. Auf diese Weise wird die Bewegung des Spannrahmens 13 in einer Richtung R von dem ersten Trägerrahmen 1 weg begrenzt. Der Spannrahmen 13 ist auf diese Weise von den aus Sicht des zweiten Trägerrahmens 3 hinter dem ersten Trägerrahmen 1 liegenden Muttern 31 abgestützt. Auf diese Weise bewirkt der Spannrahmen 13 eine Vorspannung zwischen den Kammerteilen 11, 25 entlang der Schließachse S. Der Spannrahmen 13 weist erneut in der Schließstellung einen Abstand A zu dem ersten Trägerrahmen 1 auf.
Der zweite Trägerrahmen 3 kann nun mittels der Kniehebeleinheiten in die Offenstellung bewegt werden (3c), wodurch sowohl die Prozesskammer 27 als auch das Formwerkzeug geöffnet werden. Aufgrund des Abstands A ist der Verbund aus Spannrahmen 13, erstem Kammerteil 11, erster Abschlussplatte 15 und erster Formwerkzeughälfte 17 in der Offenstellung entlang der Schließachse S verschiebbar und wird sich aufgrund der Vorspannung ein wenig entgegen der Richtung R bewegen. Wird der zweite Trägerrahmen 3 erneut in die Schließstellung bewegt, so wird der Verbund in die Richtung R bewegt, bis er von den Muttern 31 in seiner Bewegung begrenzt wird, wodurch erneut die gewünschte Vorspannung aufgebracht wird. Es wird erneut die gewünschte Vorspannung erreicht, da der zweite Trägerrahmen 3 aufgrund der Kniehebeleinheiten wie oben beschrieben eine vorbestimmte Endposition einnimmt und die Spannvorrichtung 13 an den Muttern 31 abgestützt ist.
Bezugszeichenliste

1: erster Trägerrahmen
3: zweiter Trägerrahmen
4: Formteilmaschine
5: erste Gewindestange
6: Seite
7: zweite Gewindestange
9: Seite
11: erstes Kammerteil
13: Spannrahmen
15: erste Abschlussplatte
17: erste Formwerkzeughälfte
19: Seite
23: Seite
25: zweites Kammerteil
26: zweite Abschlussplatte
27: Prozesskammer
29: zweite Formwerkzeughälfte
31: Mutter
33: Mutter
35: Kniehebeleinheit
36: erste Lagerstelle
37: zweite Lagerstelle
38: mittige Lagerstelle
51: Spannpratze
A: Abstand
B: Abstand
G: Gerade
R: Richtung
S: Schließachse

Claims

Maschinensystem mit einer zwei Trägerrahmen (1, 3) aufweisenden Formteilmaschine (4), mit einem zwei Kammerteile (11, 25) aufweisenden Kammergehäuse zur Aufnahme eines Formwerkzeugs, wobei ein erster Trägerrahmen (1) der zwei Trägerrahmen feststehend und ein zweiter Trägerrahmen (3) der zwei Trägerrahmen relativ zu dem ersten Trägerrahmen (1) entlang einer Schließachse (S) in eine Offenstellung und in eine Schließstellung bewegbar ist, wobei die Formteilmaschine (4) eine Antriebseinheit zum Bewegen des zweiten Trägerrahmens (3) in die Offenstellung und in die Schließstellung aufweist, wobei das erste Kammerteil (11) an dem ersten Trägerrahmen (1) angeordnet ist, wobei das zweite Kammerteil (25) an dem zweiten Trägerrahmen (3) angeordnet ist, wobei die Kammerteile (11, 25) derart an den Trägerrahmen (1, 3) angeordnet sind, dass sie in der Schließstellung aneinander liegen, wobei das Maschinensystem ferner eine Spannvorrichtung zum Aufbringen einer Vorspannung zwischen erstem und zweitem Kammerteil (11, 25) aufweist, die aus Sicht des zweiten Trägerrahmens (3) hinter dem ersten Trägerrahmen (1) abgestützt ist und entlang der Schließachse (S) wirkt.
Maschinensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Kammerteil (11) derart an dem ersten Trägerrahmen (1) angeordnet ist, dass es entlang der Schließachse (S) geführt ist.
Maschinensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bewegung der Spannvorrichtung in einer Richtung (R) von dem ersten Trägerrahmen (1) weg begrenzt ist und dass die Spannvorrichtung und das erste Kammerteil (11) in der Schließstellung derart miteinander gekoppelt sind, dass die Spannvorrichtung eine Bewegung des ersten Kammerteils (11) relativ zu dem ersten Trägerrahmen (1) in der Richtung (R) begrenzt und dadurch in der Schließstellung eine Vorspannung zwischen dem ersten und dem zweiten Kammerteil (11, 25) bewirkt.
Maschinensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit mindestens eine Kniehebeleinheit (35) umfasst.
Maschinensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannvorrichtung entlang der Schließachse (S) geführt ist.
Maschinensystem nach Anspruch einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Formteilmaschine (4) zur Abstützung der Spannvorrichtung erste Gewindestangen (5) aufweist, die auf einer von dem beweglichen zweiten Trägerrahmen (3) abgewandten Seite (6) des ersten Trägerrahmens (1) angeordnet sind und sich entlang der Schließachse (S) erstrecken.
Maschinensystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur Begrenzung der Bewegung der Spannvorrichtung in der Richtung (R) auf jeder ersten Gewindestange (5) von dem ersten Trägerrahmen (1) ausgehend eine Begrenzungseinrichtung mit zumindest einer Mutter (31) hinter der Spannvorrichtung angeordnet ist.
Maschinensystem nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Gewindestangen (5) um einen Durchbruch des ersten Trägerrahmens (1) herum angeordnet sind.
Maschinensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammerteile (11, 25) und die Formwerkzeughälften (17, 29) gemeinsam mit zwei Abschlussplatten (15, 26) für die Kammerteile (11, 25) einen Werkzeugblock bilden.
Maschinensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannvorrichtung ein Spannrahmen (13) ist.
Maschinensystem nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugblock in Standardbauweise oder in Monoblockbauweise ausgestaltet ist.
Maschinensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zweite Gewindestangen (7) auf einer dem zweiten Trägerrahmen (3) zugewandten Seite (9) des ersten Trägerrahmens (1) angeordnet sind, wobei sich die zweiten Gewindestangen entlang der Schließachse (S) erstrecken und wobei eine Bewegung des ersten Kammerteils (11) von dem ersten Trägerrahmen (1) weg durch die zweiten Gewindestangen (7) sowie darauf angeordneten Muttern (33) begrenzt wird.
Verfahren zum Ausrüsten eines Maschinensystems mit einer zwei Trägerrahmen (1, 3) aufweisenden Formteilmaschine (4), wobei ein erster Trägerrahmen (1) der zwei Trägerrahmen feststehend und ein zweiter Trägerrahmen (3) der zwei Trägerrahmen relativ zu dem ersten Trägerrahmen (1) mittels einer Antriebseinheit entlang einer Schließachse (S) in eine Offenstellung und in eine Schließstellung bewegbar ist, und mit einem zwei Kammerteile (11, 25) aufweisenden Kammergehäuse zur Aufnahme eines Formwerkzeugs, aufweisend die folgenden Schritte: Anordnen eines ersten Kammerteils (11) der zwei Kammerteile an dem ersten Trägerrahmen (1), Anordnen eines zweiten Kammerteils (25) der zwei Kammerteile an dem zweiten Trägerrahmen (3), wobei die Kammerteile (11, 25) derart an den Trägerrahmen (1, 3) angeordnet sind, dass sie in der Schließstellung aneinander liegen, und Aufbringen einer Vorspannung zwischen erstem und zweitem Kammerteil (11, 25) in der Schließstellung mittels einer aus Sicht des zweiten Trägerrahmens (3) hinter dem ersten Trägerrahmen (1) abgestützten und entlang der Schließachse (S) wirkenden Spannvorrichtung.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Kammerteil (11) derart an dem ersten Trägerrahmen (1) angeordnet wird, dass es entlang der Schließachse (S) geführt ist.
Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bewegung der Spannvorrichtung in einer Richtung (R) von dem ersten Trägerrahmen (1) weg begrenzt wird und dass die Spannvorrichtung und das erste Kammerteil (11) derart miteinander gekoppelt werden, dass die Spannvorrichtung eine Bewegung des ersten Kammerteils (11) relativ zu dem ersten Trägerrahmen (1) in der Richtung (R) begrenzt und dadurch in der Schließstellung eine Vorspannung zwischen dem ersten und dem zweiten Kammerteil (11, 25) bewirkt.