DE1136480B

DE1136480B - Stanzvorrichtung zum gleichzeitigen Ausschneiden mehrerer tiefgezogener Formlinge aus thermoplastischem Kunststoff

Info

Publication number: DE1136480B
Application number: DET18455A
Authority: DE
Inventors: Alfons Thiel
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1957-11-08
Filing date: 1960-05-30
Publication date: 1962-09-13
Also published as: NL7010596A; NL7010597A; NL240128A; FR1240799A; DE1126589B

Description

Stanzvorrichtung zum gleichzeitigen Ausschneiden mehrerer tiefgezogener Formlinge aus thermoplastischem Kunststoff Die Erfindung bezieht sich auf eine Stanzvorrichtung zum gleichzeitigen Ausschneiden mehrerer tiefgezogener Formlinge aus thermoplastischem Kunststoff mit innerhalb der Stanzmesser angeordneten Formaufnahmen. Insbesondere soll die Stanzvorrichtung nach der Erfindung mit einer Tiefzieheinrichtung für die Herstellung der Formlinge zusammenarbeiten, wobei zwischen der Tiefzieheinrichtung und der Stanzeinrichtung eine Kühlstrecke mit einer taktweise arbeitenden Transporteinrichtung vorgesehen ist.
Zweck der Erfindung ist es vor allem, bei einer derartigen Schneidvorrichtung ein sicheres und genaues Ausschneiden der Formlinge aus dem Materialband sicherzustellen und die einzelnen, gleichzeitig auszuschneidenden Formlinge unter weitgehender Schonung genau gegenüber ihren Schneideinrichtungen einzustellen.
Im Gegensatz von im Tiefziehvcrfahren hergestellten Blechformlingen muß bei dem Ausschneiden von Formlingen aus thermoplastischem Material die zwischen dem Formvorgang und dem Ausschneidevorgang eintretende Materialschrumpfung in Betracht gezogen werden. Dieser Schrumpfvorgang ist aber nicht mit solcher Sicherheit zu beherrschen, daß man den Messerabstand für die einzelnen Formlinge auf Grund der Ausbildung des Formwerkzeuges genau vorausbestimmen könnte. Der Erfindung liegt die überraschende Erkenntnis zugrunde, daß diese Schwierigkeiten sich dadurch in einfacher und sicherer Weise überwinden lassen, daß man die zwischen den Formlingen liegenden Teile des Bandmaterials etwas zusammenschiebt. Dieses Zusammenschieben läßt sich unter Anwendung hinreichend geringer Kräfte ausführen, um eine Beschädigung der Formlinge zu vermeiden, während, wie überraschenderweise festgestellt wurde, ein Strecken dieser zwischenliegenden Materialteile wesentlich größere Kräfte erforderlich macht, bei welchen bereits erhebliche Gefahr einer Beschädigung der Formlinge besteht.
Die gestellte Aufgabe wird daher durch die Erfindung dadurch gelöst, daß der Mittenabstand der Stanzmesser um einen geringen Betrag enger ist, als der um das Schrumpfmaß verringerte Abstand der entsprechenden Tiefziehformen des Formwerkzeuges.
Durch die Erfindung wird der zusätzliche Vorteil erzielt, daß die Einstellung der Messer und der ihnen zugeordneten Formauflagen auf das benutzte Formwerkzeug nur einmal zu erfolgen hat und die Messeranordnung auch bei im Betrieb mitunter notwendigen Anderungen der Betriebsbedingungen am Formwerkzeug beibehalten bleiben kann. Es hat sich nämlich herausgestellt, daß der über das Schrumpfmaß hin- ausgehende Verengungsbetrag für die Messeranordnung ohne weiteres so groß gewählt werden kann, daß er die durch Änderungen der Betriebsbedingungen am Formwerkzeug eintretenden Änderungen des Schrumpfmaßes ohne weiteres aufnimmt.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Vorschub der Transporteinrichtung das zu stanzende Werkstück zunächst über die Schneidlage hinausführt und die die Formlinge erfassenden Formaufnahmen das Werkstück dann zurückbewegen und in die richtige Schneidlage ziehen. Die Strecke, um die das zu beschneidende Materialstück über die Schneidlage hinausgeführt wird, kann dabei in besonders günstiger Ausführungsform etwa 0,5 bis 10/o der Arbeitslänge der Schneidvorrichtung betragen, und der Betrag der Verengung der Messeranordnung ist dann kleiner als diese Übervorschubstrecke einzustellen.
Bei konischer Ausbildung der Formaufnahmen soll der Betrag der Verengung der Messeranordnung einen geringen Teil der Konizität der Formaufnahmen ausmachen. Hierdurch wird sichergestellt, daß die auf Grund der Verengung der Messeranordnung von den Formaufnahmen auf die Formlinge ausgeübten Kräfte hinreichend klein bleiben, um jegliche Beschädigung der Formlinge auszuschließen. Dabei reicht der dadurch begrenzte Verengungsbetrag vollständig aus, um die praktisch vorkommenden Änderungen im Schrumpfmaß aufzunehmen.
In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung können die einzelnen Stanzmesser, von einer Seite des Stanzwerkzeuges ausgehend, eine vertikale Einstellungsdifferenz erhalten, wobei zweckmäßig die am tiefsten eingestellten Messer auf der der Abkühlstrecke benachbarten Seite liegen. Hierdurch ergibt sich, daß im Arbeitsgang der Schneidvorrichtung die einzelnen Messer nacheinander wirksam werden, so daß die von den Formaufnahmen der als nächste wirksam werdenden Messer Schubkräfte gegen die Schnittstelle an dem Materialband ausgeübt werden, die von der Schnittstelle besonders leicht aufgenommen werden können.
Zwei Ausführungsformen der Erfindung sind in der Zeichnung beispielsweise dargestellt. Es zeigt Fig. 1 eine Ausführungsform der Erfindung als Übersichtsdarstellung mit dem Formwerkzeug und der Schneidvorrichtung und Fig. 2 eine Teildarstellung der Schneidvorrichtung in abgewandelter Ausführungsform der Erfindung.
Bei der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform der Erfindung enthält die Vorrichtung zum fortlaufenden Herstellen von Kunststofformteilen eine Verformungseinrichtung 102, eine Abkühlstrecke 103 und eine Stanzeinrichtung 104.
Die Verformungseinrichtung 102 ist aus einem Formwerkzeug 111 für Vakuumtiefziehverformung aufgebaut, das in senkrechter Richtung verschiebbar gelagert ist. Das Formwerkzeug 111 besitzt in seinem Inneren Formhohlräume 113, die in einem gegenseitigen Abstand a von Mittelachse zu Mittelachse angeordnet sind. Das in einer nur zum Teil angedeudeten Heizeinrichtung 112 vorgeheizte, durchhängende Band 114 aus thermoplastischem Kunststoffmaterial wird eng anliegend an die Oberfläche der Hohlräume 113 in das Formwerkzeug 111 eingesaugt. Beim Erkalten des Bandes 114 und der in ihm auf diese Weise gebildeten Formlinge 201 tritt eine Schrumpfung ein, die dem jeweiligen Material und den beim Verformungsvorgang herrschenden Bedingungen, insbesondere der Verformungstemperatur, entspricht. Diese Schrumpfung setzt sich noch fort, während das Materialband 114 die Kühlstrecke 103 durchwandert.
Die sich an die Formeinrichtung 102 anschließende Abkühlstrecke 103 hat in der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform etwa die Länge eines Vorschubschrittes, ist jedoch um etwa 0,5 bis 1 0/o kürzer gewählt und einstellbar. Dies kommt in Fig. 1 dadurch zum Ausdruck, daß sich auf die Länge der Abkühlstrecke 103 das Kunststoffband 114 mit den in ihm geformten Formlingen 201 etwas nach oben wölbt.
Diese Abkürzung der Abkühlstrecke 103 ist größer als das Maß der dort eintretenden Materialschrumpfung und stellt damit sicher, daß die Materialschrumpfung sich nicht auf die sich anschließende Stanzeinrichtung 104 oder rückwärts auf die Verformungseinrichtung 102 auswirken kann. Außerdem wird durch die Verkürzung der Abkühlstrecke 103 ein Übervorschub sichergestellt.
Die Abkühlstrecke 103 ist durch einen Tisch oder eine Plattform 202 überbrückt, um zu vermeiden, daß sich bei einem Bandanfang das Band 114 zwischen der Formeinrichtung 102 und der Stanzeinrichtung 104 nach unten schiebt. Die Plattform 202 ist beispielsweise in ihrer Mitte an der Stelle 203 aufgetrennt, um ein gegenseitiges Verstellen der Stanzeinrichtung 104 gegenüber der Formeinrichtung 102 und damit ein Regeln des Übervorschubs zu ermöglichen.
In der dargestellten Ausführungsform sind die Stanzmesser 207 und die mit ihnen verbundenen Formaufnahmeelemente 208 auf einen gemeinsamen Träger 204 angeordnet, der in senkrechter Richtung verschiebbar an Führungselementen 220 am Maschinenrahmen gelagert ist. Für die Auf- und Abwärtsbewegung dieses Stanzmesserträgers 204 ist in ähnlicher Weise wie für das Formwerkzeug 111 eine hydraulische Betätigungseinrichtung 221 vorgesehen.
Unterhalb des Stanzmesserträgers 204 ist der Stanzenboden 222 angeordnet, der Öffnungen 223 aufweist, durch die die ausgestanzten Formteile 201 nach unten treten.
Jedes Stanzmesser 207 ist mit einer Formaufnahme 208 verbunden, die vor dem Wirksamwerden des Stanzmessers 207 den Formling 201 in die richtige Lage zu dem Messer bringt, indem sie das Materialstück 114 mit den Formlingen 201 um die Übervorschubstrecke zurückholen. Für die Ausbildung dieser Formaufnahmen 208 sind verschiedene Möglichkeiten gegeben, die auch in Verbindung mit der Erfindung Verwendung finden können.
Nach der Erfindung sind die Stanzmesser 207 und die ihnen zugeordneten Form aufnahmen 208 in einem gegenseitigen Abstand b von Mittelachse zu Mittelachse angeordnet. Dieser Mittenabstand b ist um einen geringen Betrag kleiner als der um das Schrumpfmaß verringerte Abstand der Formhohlräume. Das Verengungsmaß läßt sich dabei in einfacher Weise so bestimmen, daß man es gerade eben größer ausbildet als die Schwankung des Schrumpfmaßes für das verwendete Material innerhalb des praktisch verwendeten Bereiches der Arbeitsbedingungen an der Verformungseinrichtung 102. Die Bestimmung des Verengungsmaßes kann dabei in der Weise erfolgen, daß man zunächst das sich bei der höchsten brauchbaren Arbeitstemperatur in der Verformungseinrichtung 102 ergebende Schrumpfmaß des Materials 114 feststellt. Anschließend ist das Schrumpfmaß bei der niedrigen zulässigen Verformungstemperatur festzustellen. Das Verengungsmaß für die Stanzenanordnung soll dann etwas größer als diese Schrumpfmaßschwankung sein, so daß bei Übergang auf niedriger Arbeitstemperatur und damit eintretender Verringerung des Schrumpfmaßes noch eine Verengung der Stanzen anordnung gegenüber der Formanordnung in Erscheinung tritt.
Das so festgestellte Verengungsmaß soll bei der Benutzung konischer Formaufnahmen 208 gegenüber der Konizität der Form auflagen verhältnismäßig klein sein. Das Verengungsmaß soll außerdem auch wesentlich kleiner als die Übervorschubstrecke bleiben.
In der Ausführungsform nach Fig. 1 sind die Schneiden der Stanzmesser207 in einer Ebene angeordnet. Beim gleichzeitigen Abwärtswandern sämtlicher Formaufnahmen 208 werden dann die Formlinge 201 um das Verengungsmaß gegenseitig zusammengeschoben, so daß sich an den Stellen 225 zwischen den Formlingen 201 das Material des Kunststoffbandes 114 leicht aufbaucht.
Dieses Aufbauchen an den Stellen 225 erfordert weniger Kraft, als von den Formlingen 201 Reaktionskräfte aufgenommen werden können.
Die von den Formlingen 201 aufzunehmenden Kräfte können noch weiter herabgesetzt werden, wenn man die Stanzmesser 207 derart zueinander anordnet, daß sie einen Formling 201 nach dem anderen ausstanzen. Dies wird in der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform der Erfindung dadurch erreicht, daß die Stanzmesser 207 mit ihren Schneiden mit einer geringen vertikalen Differenz eingestellt sind.
Diese vertikale Einstellungsdifferenz soll einen Betragc erhalten, der geringfügig größer als die Dicke des Bandmaterials ist. Hierdurch erreicht man, daß nach dem Ausstanzen eines Formlings 201 noch die letzte Einstellbewegung für den benachbarten Formling erfolgt und sich an der Stellte 226 die Schnittstelle des Bandmaterials gegenüber dem Stanzenboden verschieben kann und dadurch die durch die Verengung der Messeranordnung erzeugte gegenseitige Verschiebung der Formlinge 201 nicht vollständig als Aufwölbung 225 des bandförmigen Materials aufgenommen werden muß.
Die vertikale Einstellungsdifferenz c der Stanzmesser kann so vorgenommen sein, daß von einer Seite des Stanzwerkzeuges aus die aufeinanderfolgenden Messer 207 stufenförmig mit vertikaler Differenz eingestellt sind. Es wird dann von einem Ende des Stanzwerkzeuges ausgehend kurz aufeinanderfolgend ein Formling 201 nach dem anderen ausgestanzt. Das am tiefsten eingestellte Messer 207 kann dabei auf der der Abkühlstrecke 103 benachbarten Seite liegen. Da das Verengungsmaß nach der Erfindung kleiner als das Übervorschubmaß sein soll, ist es auch ohne weiteres möglich, das am tiefsten eingestellte Messer 207 an der der Abkühlungsstrecke 103 abgewandten Seite anzuordnen.
Eine wesentliche Verminderung der durch die Verengung auf die Formlinge 201 ausgeübten Reaktionskräfte erzielt man auch bereits dadurch, wenn benachbarte Messer 207 abwechselnd um die vertikale Einstellungsdifferenz c höher und tiefer eingestellt sind. In solchem Fall wird durch die vertikale Einstellungsdifferenz c jegliche Einwirkung auf den Stanzenhub vermieden.

Claims

PATENTAN SPRÜCHE: 1. Stanzvorrichtung zum gleichzeitigen Ausschneiden mehrerer tiefgezogener Formlinge aus thermoplastischem Kunststoff mit innerhalb der Stanzmesser angeordneten Formaufnahmen, bei der zwischen der Tiefzieheinrichtung und der Stanzeinrichtung eine Kühlstrecke mit einer taktweise arbeitenden Transporteinrichtung vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittenabstand (b) der Stanzmesser (207) um einen geringen Betrag enger ist als der um das Schrumpfmaß verringerte Abstand (a) der entsprechenden Tiefziehformen (113) des Formwerkzeuges.
2. Stanzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorschub der Transporteinrichtung das zu stanzende Werkstück (114, 201) zunächst über die Schneidlage hinausführt und die die Formlinge (201) erfassenden Formaufnahmen (208) das Werkstück (114, 201) dann zurückbewegen und in die richtige Schneidlage ziehen.
3. Stanzvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Strecke, um die das zu beschneidende Materialstück (114, 201) über die Schneidlage hinausgeführt wird, etwa 0,5 bis 10/o der Arbeitslänge der Schneidvorrichtung (104) beträgt und der Betrag der Verengung der Messeranordnung kleiner als diese Übervorschubstrecke ist.
4. Stanzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei konischer Ausbildung der Formaufnahmen (208) der Betrag der Verengung der Messeranordnung einen geringen Teil der Konizität der Formaufnahmen (208) ausmacht.
5. Stanzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Stanzmesser (207), von einer Seite des Stanzwerkzeuges ausgehend, eine vertikale Einstellungsdifferenz (c) erhalten, wobei zweckmäßig die am tiefsten eingestellten Messer auf der der Abkühlstrecke (103) benachbarten Seite liegen.