DE102021126785A1 - Transport device for a production line for a shaped fiber product - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Transportvorrichtung für eine Produktionslinie für ein geformtes Faserprodukt. Die Transportvorrichtung weist eine lineare Bewegung auf. Die Transportvorrichtung ist als eine Transporteinheit (21) ausgebildet. Des Weiteren sind in der Produktionslinie (10) mehrere Transporteinheiten (21) in oder zwischen Produktionsabschnitten angeordnet sind, um das geformte Faserprodukt durch die gesamte Produktionslinie (10) zu bewegen.The invention relates to a transport device for a production line for a shaped fiber product. The transport device has a linear movement. The transport device is designed as a transport unit (21). Furthermore, in the production line (10), several transport units (21) are arranged in or between production sections in order to move the shaped fiber product through the entire production line (10).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Transportvorrichtung für eine Produktionslinie für ein geformtes Faserprodukt, wobei die Transportvorrichtung eine lineare Bewegung aufweist.The present invention relates to a transport device for a production line for a shaped fiber product, the transport device having a linear movement.
Die US-Patentanmeldung Nr.
Bei dem bekannten Stand der Technik bewegt sich die obere Hälfte der Form oder mit anderen Worten die Oberform zwischen zwei Prozessstufen. Das bedeutet, dass die schwere Oberform stabile Stützen benötigt. Außerdem weist die schwere Oberform eine hohe Trägheit auf, was die Bewegungen der Oberform stark verlangsamt. Außerdem dauert es bei der Verwendung von Schlämmen einige Zeit, die Fasern auf die Produktoberfläche der Form zu saugen. Dadurch verlängern sich die Form- und Pressphasen und der gesamte Produktionszyklus. Nach dem Thermoformen und Heißpressen werden die halbfertigen Produkte mit vakuumgesteuerten Transportgeräten, wie Manipulatoren mit einer Saugkappe pro Produkt, transportiert. Die Manipulatoren haben eine komplexe Struktur, die viel Platz benötigt. Dadurch verlängert sich die Produktionszeit und die Produktionslinie selbst. Außerdem braucht es Zeit, um ein Vakuum zu entwickeln, das stark genug ist, um die Produkte zu halten und die Bewegungen in verschiedenen Richtungen zu ermöglichen. Die langsame Umformung und der langsame Transport treten bei den Verfahren gemäß dem Stand der Technik also immer gemeinsam auf.In the prior art, the upper half of the mold, or in other words the top mold, moves between two process stages. This means that the heavy upper mold needs stable supports. In addition, the heavy upper mold has a high inertia, which greatly slows down the movements of the upper mold. In addition, when using slurry, it takes time to suck the fibers onto the product surface of the mold. This lengthens the molding and pressing phases and the entire production cycle. After thermoforming and hot pressing, the semi-finished products are transported with vacuum-controlled transport devices, such as manipulators with one suction cap per product. The manipulators have a complex structure that requires a lot of space. This increases the production time and the production line itself. It also takes time to develop a vacuum strong enough to hold the products and allow movements in different directions. The slow deformation and the slow transport therefore always occur together in the methods according to the prior art.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Transportvorrichtung für eine Produktionslinie für ein geformtes Faserprodukt zu schaffen, die einfacher aber schneller als bisher ist. Die kennzeichnenden Merkmale der erfindungsgemäßen Transportvorrichtung sind in den sind in den beigefügten Ansprüchen angegeben. Die Transportvorrichtungen weisen ein geringes Gewicht auf und haben spezielle Halterungen bzw. Stützen. Dadurch können die Bewegungen schnell, insbesondere viel schneller als bisher, erfolgen. Gleichzeitig werden die Prozessschritte nicht unterbrochen. It is the object of the invention to provide a transport device for a production line for a shaped fiber product, which is simpler but faster than hitherto. The characterizing features of the transport device according to the invention are indicated in the appended claims. The transport devices are lightweight and have special brackets or supports. As a result, the movements can be carried out quickly, in particular much faster than before. At the same time, the process steps are not interrupted.
Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, die einige Ausführungsformen der Erfindung veranschaulichen, in denen
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1a eine Seitenansicht einer Produktionslinie für geformte Faserprodukte gemäß der Erfindung zeigt, -
1b eine Seitenansicht der Produktionslinie mit Abdeckungen zeigt, -
2 eine Draufsicht auf eine Produktionslinie mit erfindungsgemäßen Transporteinrichtungen zeigt, -
3 eine weitere Draufsicht auf eine Produktionslinie zeigt, die mit erfindungsgemäßen Transporteinrichtungen ausgestattet ist, -
4 eine weitere Draufsicht auf eine Produktionslinie zeigt, die mit erfindungsgemäßen Transporteinrichtungen ausgestattet ist, -
5 schematisch die Produktionsstufen der erfindungsgemäßen Produktionslinie zeigt, -
6a ein Paar Formen für die Formierstufe zeigt, -
6b ein Paar Formen für eine Heißpressstufe zeigt, -
7 eine schematische perspektivische Ansicht der Transportvorrichtung gemäß der Erfindung zeigt, -
8 eine teilweise Vergrößerung der Transportvorrichtung von7 zeigt, -
9 eine schematische perspektivische Ansicht einer weiteren Transportvorrichtung gemäß der Erfindung zeigt, -
10 eine weitere schematische perspektivische Ansicht einer weiteren erfindungsgemäßen Transportvorrichtung zeigt.
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1a shows a side view of a production line for shaped fiber products according to the invention, -
1b shows a side view of the production line with covers, -
2 shows a top view of a production line with transport devices according to the invention, -
3 shows another plan view of a production line equipped with transport devices according to the invention, -
4 shows another plan view of a production line equipped with transport devices according to the invention, -
5 schematically shows the production stages of the production line according to the invention, -
6a shows a pair of forms for the forming stage, -
6b shows a pair of molds for a hot press stage, -
7 shows a schematic perspective view of the transport device according to the invention, -
8th a partial enlargement of the transport device from7 indicates, -
9 shows a schematic perspective view of another transport device according to the invention, -
10 shows a further schematic perspective view of a further transport device according to the invention.
Die Prozesse am trockenen Ende folgen den gleichen Konstruktionsgrundlagen wie die Prozesse am nassen Ende. Die zweite Heißpresseinheit ist ähnlich ausgebildet wie die erste. Dann folgt die Barrierebeschichtung durch Sprühen mittels Präzisionsdüsen. Es ist wenigstens eine Reihe von Düsen vorgesehen, die so angeordnet sind, dass sie sich zu jeder Reihe von Produkten bewegen, und vorzugsweise ist eine Düse pro Produkt in der Reihe vorgesehen. In
Die
Die in
Wie gezeigt, kann jede Prozesseinheit eine andere Struktur aufweisen als die anderen Einheiten der Produktionslinie. Zum Beispiel, können die Formiereinheiten zusammen mit der ersten Heißpresseinheit zusammen eine einzige Einheit mit einem gemeinsamen unteren Rahmen bilden. In dem trockenen Ende sind die Einheiten lediglich als unabhängige Module ausgeführt, aber auch hier kann ein gemeinsamer unterer Rahmen vorgesehen sein. Am Ende des trockenen Endes kann sich eine Endbearbeitungseinheit befinden, in der zwei oder mehr Funktionen, wie zum Beispiel Sortieren, Prüfen und Verpacken, in einer Einheit zusammengefasst sind.As shown, each process unit can have a different structure than the other units of the production line. For example, the forming units together with the first hot press unit can form a single unit with a common lower frame. In the dry end the units are designed as independent modules only, but again a common lower frame can be provided. At the end of the dry end there may be a finishing unit that combines two or more functions, such as sorting, inspection and packaging, into one unit.
Die Erfindung betrifft eine Transportvorrichtung oder Vorrichtungen einer Produktionslinie für geformte Faserprodukte. Die Transportvorrichtung weist eine lineare Bewegung auf, um den Rohling zwischen den Produktionsstufen zu bewegen. Erfindungsgemäß ist die Transportvorrichtung als eine Transporteinheit 21 ausgebildet und in der Produktionslinie 10 sind mehrere Transporteinheiten 21 in oder zwischen Produktionsstufen bzw. Produktionsabschnitten angeordnet sind, um das geformte Faserprodukt durch die gesamte Produktionslinie 10 zu bewegen. Während der Herstellung befinden sich mehrere geformte Faserprodukte in einem Rohling. In
Erfindungsgemäß umfasst die Transporteinheit 21 in dem nassen Ende 11 einen beweglichen Schlitten 23, der dafür vorgesehen ist, das geformte Faserprodukt oder den Rohling 24 in diesem Stadium von einer Formiereinheit 13 zu einer Heißpresseinheit 14 zu bewegen. Zunächst (Schritt 1) gleitet der Schlitten 23 von der ersten Heißpresseinheit 14 unter die erste Formiereinheit 13, wo der fertig geformte Produktrohling 24 wartet. In
Der Schlitten 23 verfügt im vorliegenden Fall über eine Teilform 26, die dem geformten Faserprodukt entsprechende Konturen aufweist. Dann ist nur ein Teil der Form beweglich. Sie kann dann schnell bewegt werden. Genauer gesagt, ist der Transportteil am nassen Ende nur der obere Bereich der unteren Form, bei der es sich um ein leichtes Teil handelt. Die besagten leichten Strukturen sind zumindest teilweise porös und/oder weisen eine Gitterstruktur auf, die später erläutert wird. Nur die Außenseite und die unteren Oberflächen sind aus massivem Metall.In the present case, the
Am nassen Ende 11 ist der Schlitten 23 dafür vorgesehen, sich zwischen zwei Formiereinheiten 13 zu bewegen, zwischen denen sich eine Heißpresseinheit PU befindet. An dieser Stelle fungiert die Heißpresseinheit auch als die Transporteinheit, die den Rohling von den beiden Formiereinheiten aufnimmt. In
Wie bereits erwähnt, enthält die Form 25 oder 28 eine poröse Produktoberfläche 33, die durch additive Fertigung hergestellt wird. Zumindest ein Teil der Produktoberfläche 33 ist in Form einer Schicht 34 ohne definierte Löcher ausgebildet. Somit ist die Porosität der Schicht klein genug, um während der Formierung und des Pressens Luft und Wasser aus dem Produkt abfließen zu lassen, die Fasern aber dennoch auf der Produktoberfläche der Form zu halten. Mit anderen Worten: Die poröse Schicht ist in der Lage, die Fasern von der Flüssigkeit zu trennen. Dies ist wichtig bei der Verwendung von Schaumstoff, bei dem ein Gemisch aus Fasern, Wasser und Luft zwischen zwei Formen geleitet wird. In der Praxis trägt der Schaumstoff die Fasern für die Formgebung. In der Schaumstoffformungstechnologie wird wässriger Schaum anstelle von Wasser als Trägermedium bei der Herstellung faserbasierten Produkten verwendet. Unter der Schicht 34 befindet sich ein Stützgitter 35, das den Durchfluss in jede Richtung bis zu den nächstgelegenen Ausgängen ermöglicht.As previously mentioned, the
In
Wie bereits erwähnt, fungiert die Transporteinheit in dem nassen Ende auch als Heißpresseinheit. Die leicht gleitende Teilform kann ohne große Kräfte schnell beschleunigt und abgebremst werden. Auch der Schlitten unter der eigentlichen Teilform verwendet Federn, so dass sich die Teilform weit genug absenken kann, um den feststehenden Amboss zu erreichen, so dass das Heißpressen möglich ist (
Wie bereits erwähnt, erfolgt der Transport in dem nassen Ende mit Linearmotoren und zwischen dem nassen und dem trockenen Ende sowie zwischen dem Rest der Einheiten in dem trockenen Ende mit Transporteinheiten. Erfindungsgemäß umfasst die Transporteinheit 21 in dem trockenen Ende einen Transporttisch 39, der zwischen zwei Prozessstufen angeordnet ist. Mit anderen Worten, der Transporttisch kann den Rohling zwischen den Prozesseinheiten bewegen. Der Transporttisch kann den Rohling für die nächste Prozessstufe auch drehen, wie in
Während sich die Platte schnell bewegt, muss der Rohling irgendwie gehalten werden. Eine einfache und effiziente Möglichkeit ist das Vakuum durch die perforierte Platte. Eine andere Möglichkeit sind Endanschläge. In
Die Transporteinheit ist etwa halb so lang wie die Bearbeitungseinheiten, während die übrigen Abmessungen aus Gründen der Modulbauweise und Standardisierung gleichbleiben. Der eigentliche Transporttisch und insbesondere die Platte sind so leicht wie möglich gehalten, um möglichst wenig Kraft für die Beschleunigung und Abbremsung zwischen den Einheiten aufzuwenden. Der Transporttisch verwendet einen kleinen Elektromotor als Antrieb und Kugellager in den Teleskopgleitern oder anderen Schienen halten eine sanfte Bewegung aufrecht. Vorzugsweise sind alle Transporteinheiten identisch und befinden sich in der gleichen Höhe, was durch die Standardisierung der Prozesse möglich ist. Nach der Aufnahme des Rohlings gleitet der Transporttisch zur nächsten Einheit und legt den Rohling auf die festen unteren Platte ab. Wie in
In
Es ist auch möglich, verschiedene Arten von Transportgeräten einzusetzen, die gleichzeitig in einer Transporteinheit arbeiten. Dies beschleunigt die Bewegung des Rohlings. Außerdem können sich die verschiedenen Transportvorrichtungen sogar gleichzeitig in dieselbe Richtung bewegen. Zum Beispiel können die linearen Gleitelemente von Gelenkarmen getragen werden, die eine weitere Transportvorrichtung bilden. Dann wird der Rohling mit zwei gleichzeitigen Bewegungen in zwei Sekunden oder weniger von einer Prozesseinheit zu einer anderen transportiert. Eine andere Ausführungsform kann darin bestehen, dass ein Greifer zusammen mit der Transportplatte in der Transporteinheit vorgesehen ist. So bringt der Transporttisch den Rohling zu der Transporteinheit, dann nimmt der Greifer den Rohling in die Hand und die Transportplatte fährt zurück. Nun ist der Rohling von einer Seite kahl, so dass zum Beispiel das Aufsprühen einer Barriere möglich ist. Nach dem Aufsprühen übergibt der Greifer den Rohling an die nächste Transportplatte oder eine andere Transporteinrichtung, um den Rohling weiter zu bewegen.It is also possible to use different types of transport devices working simultaneously in one transport unit. This speeds up the movement of the blank. In addition, the different transport devices can even move in the same direction at the same time. For example, the linear slides can be carried by articulated arms forming another transport device. Then, with two simultaneous movements, the blank is transported from one process unit to another in two seconds or less. Another embodiment can be that a gripper is provided together with the transport plate in the transport unit. The transport table brings the blank to the transport unit, then the gripper picks up the blank and the transport plate moves back. Now the blank is bare on one side, so that a barrier can be sprayed on, for example. After spraying, the gripper transfers the blank to the next transport plate or other transport device to move the blank further.
Der Greifer kann mehrere Saugkappen oder andere Mitteln aufweisen, um den Rohling zu halten. Für jedes Produkt ist eine Saugkappe oder mindestens so viele vorgesehen, wie zum Halten des Rohlings erforderlich sind. Der Greifer kann sich vertikal und/oder horizontal bewegen. Außerdem kann der Greifer sich auch seitwärts bewegen, um den fehlerhaften Rohling aus der Prozesslinie zu entfernen. Wenn der Rohling eine ausreichende Steifigkeit aufweist, können anstelle der Transportplatte parallele Bandförderer verwendet werden, insbesondere nach dem Trocknen. Das Band dreht sich in eine Richtung ohne sich hin und her zu bewegen. Dadurch wird die Bewegung beschleunigt.The gripper may have multiple suction cups or other means to hold the blank. A suction cup is provided for each product, or at least as many as are required to hold the blank. The gripper can move vertically and/or horizontally. In addition, the gripper can also move sideways to remove the defective blank from the process line. If the blank has sufficient rigidity, parallel belt conveyors can be used instead of the transport plate, especially after drying. The tape rotates in one direction without moving back and forth. This speeds up the movement.
Es ist auch eine Steuereinheit 47 vorhanden, die zwischen den Prozessstufen in dem trockenen Ende zur Messung und Steuerung des Prozesses, insbesondere der Umformung und des Heißpressens, angeordnet ist. Die Steuereinheit kann auch zur Messung und Qualitätskontrolle der Produkte eingesetzt werden. Erfindungsgemäß umfasst die Steuereinheit 47 eine Analyseeinrichtung 50 für einen Rohling 24 mit dem geformten Faserprodukt während der Herstellung. Außerdem ist es möglich, fehlerhafte Produkte nach jedem Prozessschritt aus der Produktionslinie zu entfernen. Mit anderen Worten können fehlerhafte Produkte an der Steuereinheit aus dem Prozess entfernt werden. Außerdem kann die Steuereinheit verwendet werden, um den Prozess der Produktionslinie entsprechend der gemessenen Daten durch Anpassung der vorangehenden und/oder nachfolgenden Prozessstufe(n) zu steuern. Mit anderen Worten umfasst die Steuereinheit 47 Mittel zur Steuerung der nächsten und/oder vorangehenden Prozesseinheiten 13, 14, 19, 18 und/oder zur Änderung der Betriebszyklen der Prozesseinheiten 13, 14, 19, 18. Dies ist sehr vorteilhaft und ermöglicht ein hohes Maß an Automatisierung, kann aber auch zur ständigen Optimierung der Prozesse eingesetzt werden. Dies wirkt sich auf die Lebensdauer der Prozessteile und somit auch die Produktionslinie selbst aus. Der Transporttisch kann auch innerhalb der Steuereinheit platziert werden. Andere Transportverfahren können neben dem Transporttisch ebenfalls verwendet werden.There is also a
Die Produktionslinie 10 umfasst einen Rahmen 43 mit Abdeckplatten 44, von denen ein Teil transparent und/oder zu öffnen ist. Dadurch ist die Produktionslinie an den Seiten geschlossen, was die Arbeitssicherheit gewährleistet. An der Unterseite befinden sich feststehende Platten 45, die bei Bedarf abgenommen werden können. Die oberen Platten 46 sind zweiteilig mit einem transparenten Unterteil. Wenn die oberen Platten angebracht sind, kann der Bediener die Vorgänge durch den transparenten Unterteil überwachen. Wenn sich zum Beispiel der Rohling staut, kann der Bediener die oberen Platten der betreffenden Prozesseinheit anheben oder anderweitig öffnen und den eingeklemmten Rohling entfernen. Alternativ dazu kann auch nur der transparente Teil geöffnet oder angehoben werden, während die anderen Platten fixiert sind. Der Rohling kann auch automatisch oder halbautomatisch entladen werden, ohne die Produktionslinie anzuhalten. Außerdem kann die Produktionslinie 10 oder zumindest die Steuereinheit 47 eine Belüftung zur Sicherstellung der Bedingungen, insbesondere für die Analyse, aufweisen. Auf diese Weise bleiben die Prozesse und die Analyse des Produkts stabil und zuverlässig.The
Die Steuereinheit befindet sich zwischen den Prozesseinheiten 5 in dem trockenen Ende. Die Länge der Steuereinheit beträgt etwa 1400 mm, üblicherweise 1000 - 1500 mm. Ansonsten gelten die gleichen Abmessungen wie für die anderen Rahmen der Prozesseinheiten. Die Steuereinheit ist ebenfalls modular aufgebaut, so dass eine einfache Anbringung an der Produktionslinie gewährleistet ist. Zum Beispiel wird der Trockengehalt des Rohlings nach der ersten Heißpresseinheit gemessen und dann wird, falls erforderlich, die zweite Heißpresseinheit nachjustiert. Auch die Temperatur, die Feuchtigkeit und andere Eigenschaften können während der Herstellung gemessen werden. Darüber hinaus können die Form und die Abmessungen des Rohlings zum Beispiel mit einer Bildverarbeitungskamera erfasst werden. Vorzugsweise ist die Größe der Steuereinheit 47 größer als ein Rohling 24, der das geformte Faserprodukt während der Herstellung umfasst. Auf diese Art und Weise kann der gesamte Rohling auf einmal vermessen werden. Alternativ dazu kann der Rohling auch während der linearen Bewegung des Rohlings gemessen werden.The control unit is located between the
Erfindungsgemäß sind die Analyseeinrichtungen 50 so angeordnet, dass sie mindestens einer der Seiten des Rohlings 24 vollständig zugewandt sind. Dadurch kann die gesamte Seite auf einmal vermessen oder auf andere Art und Weise auf einmal analysiert werden. Falls es möglich ist, werden beide Seiten des Produkts gleichzeitig analysiert. Wie in
Die Steuereinheit dient zum Messen und Prüfen des Produkts und sogar zum Steuern der Prozesse der Produktionslinie. Vorzugsweise ist eine Steuereinheit zwischen jeder Prozessstufe in dem trockenen Ende platziert mit der Möglichkeit, einen Transporttisch innerhalb derselben anzubringen. Auf diese Weise können die Rohlinge auf eine schnelle, aber sichere und robuste Art und Weise transportiert werden. Steuereinheiten verlängern zwar die Gesamtlänge der Produktionslinie, aber sie sorgen für zuverlässige, gesteuerte und synchronisierte Prozesse. Außerdem kann der Prozess auch einige Prüfeinrichtungen umfassen.The control unit is used to measure and check the product and even to control the processes of the production line. Preferably a control unit is placed between each process stage in the dry end with the possibility of fitting a transport table within it. In this way the blanks can be transported in a fast but safe and robust way. Although control units increase the overall length of the production line, they ensure reliable, controlled and synchronized processes. In addition, the process may also include some testing equipment.
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