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Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von dünnwandigen Kunststoffartikeln
mit umgebördeltem Rand abgerundeten Querschnitts Die Erfindung bezieht sich auf
ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von dünn wandigen Kunststoffartikeln
mit umgebördeltem Rand, insbesondere als Randwulst mit kreisförmigem Querschnitt.
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Es ist bereits bekannt, dünnwandige Kunststoffartikel im Tiefziehverfahren
aus thermoplastischcr Kunststoffolie mittels einer Negativform in der Weise herzustellen,
daß gegen Ende des Verformungsverfahrens der seitlich über die Formmündung hinausragende
Folienbereich ringsum über einen die Folienmündung umgebenden Rand mit halbrunde
Profil gezogen wird. Auf diese Weise läßt sich zwar bestenfalls halbrund umgebördelter
Rand erzeugen.
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Der Artikel wird dann am Außenumfang dieses halbrund profilierten
Randes aus dem Material gestanzt oder geschnitten. Solche mit einer halbkreisförmigen
oder viertelkreisförmigen Profilierung versehenen Ränder sind aber für viele Verwendungszwecke
von Kunststoffartikeln nicht besonders geeignet. Beispielsweise sind solche Ränder
als Lippenränder an Trinkbechern zu scharf und unbequem.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und
eine Vorrichtung zu schaffen, mit der ein umgebördelter Rand an Kunststoffartikeln
erzeugt werden kann, der einen geschlossenen. kreisförmigen Querschnitt oder zumindest
einen Querschnitt aufweist. der über halbkreisförmiges Profil hinausgeht.
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Es ist auch bereits bekannt, bei dickwandigen zylindrischen Werkstücken
aus thermoplastischem Kunststoff umgebördelte Randwülste mit kreisformigem Querschnitt
dadurch zu bilden, daß man diese zylindrischen Teile mit ihren Endkanten in ein
geheiztes Formwerkzeug eindrückt, das den auf das Werkstück in seiner Längsrichtung
ausgeübten Druck zum Umbördeln der Endkante des Werkstückes ausnutzt. Ein derartiges
Umbördeln mag bei dickwandigen zylindrischen Werkstücken ausführbar sein, jedoch
läßt es sich bei Kunststoffartikeln anderer Form, insbesondere aber dünnwandigen
Artikeln, nicht anwenden, weil ein auf den Kunststoffartikel in seiner Längsrichtung
ausgeübter Druck eher dazu führen würde, den Kunststoffartikel zu zerdrücken, als
einen Bördelvorgang an seinem Rand hervorzurufen. Bereits bei zylindrischen Werkstücken
mit großer Wandstärke hat das bekannte Verfahren zu sehr erheblichen Schwierigkeiten
geführt, so daß man Maßnahmen zum Unterstützen und Halten des Werkstückes während
der Druckausübung treffen mußte.
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Um bei Kunststoffartikeln beliebiger Form und
auch geringer Wandstärke
einen umgebördelten Rand mit sauberem Aussehen und kreisförmigem Querschnitt schaffen
zu können, wird gemäß der Erfindung ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem das in
bekannter Weise mit einem verhältnismäßig schmalen nach außen stehenden Randkragen
hergestellte Werkstück zunächst an seinem freien Außenrand dieses Kragens mit einer
ersten Formzone erfaßt und etwa senkrecht zu der durch den Werkstückrand gebildeten
Ebene nach der Werkstückwandung zu umgelegt wird und bei dem dann der freie Rand
des so umgelegten Kragens in einer zweiten erhitzten Formzone von einer kurvenförmigen
Fläche erfaßt und in einen glatten Randwulst mit abgerundetem Querschnitt eingerollt
wird.
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Durch die Erfindung ist jegliche Kraftwirkung beim Umbördeln des
Randes auf das Werkstück selbst ausgeschlossen. Das Umbördeln kann daher bei Werkstücken
beliebiger Form rasch und ohne jegliche Gefahr einer Beschädigung vorgenommen werden.
Das Verfahren nach der Erfindung läßt sich leicht auch an einen fortlaufenden Herstellungsgang
von Werkstücken anfügen. Es ist jedoch auch möglich, mit dem Verfahren nach der
Erfindung Werkstücke nachträglich, d. h. nach beliebig langer Lagerzeit und beliebigem
Transport, noch mit einem umgebördelten Rand zu versehen. Das Verfahren nach der
Erfindung kann mit einfachen technischen Mitteln durch Personal ausgeführt werden,
das keiner besonderen Ausbildung bedarf.
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Besonders vorteilhaft ist es im Rahmen der Erfindung, wenn Werkstücke,
deren Wandung über einen abgerundeten inneren Kragenteil in einen sich
nach
außen erstreckenden äußeren Kragenteil übergeht, in umgestülpter Lage auf ein dem
abgerundeten Kragenteil entsprechendes Widerlager gesetzt und die beiden Behandlungsstufen
des Kragens in dieser Lage des Werkstückes ausgeführt werden.
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Die beim Bördeln auftretenden Kräfte werden dann durch das Widerlager
so sicher und vollständig abgefangen, daß das Verfahren mit großer Arbeitsgeschwindigkeit
und praktisch vollautomatisch ausgeführt werden kann.
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In besonders vorteilhafter Ausführungsform der Erfindung wird der
umzulegende Randkragen als Vorbereitung des eigentlichen Umbördelns beim Formen
des Werkstückes selbst möglichst weitgehend und in seinem Inneren, sich an das Werkstück
anschließenden Bereich vorgebildet und umgebogen; nach dem Entformen und zumindest
teilweisen Abkühlen des Werkstückes bei seinem Ausschneiden aus der Kunststoffbahn
bzw. Folie wird der Randkragen zugleich zum Umbördeln zugeschnitten, und beim eigentlichen
Umbördeln wird zunächst der vorgebildete und umgebogene Teil des Randes als Widerlager
für das Umbördeln des noch rohen, jedoch zugeschnittenen Teiles des Randkragens
auf eine Widerlagerfläche gesetzt und anschließend der noch rohe, zugeschnittene
Teil des Randkragens unter Einwirkung von Wärme und Druck verformt.
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Zweckmäßig soll dabei der umzubördelnde Randkragen beim Formen des
Werkstückes so weit vorgebildet und umgebogen werden, daß sich sein noch roher Teil
in einem vorherbestimmten Winkel gegenüber der Normalen zur Randebene konisch nach
außen erstreckt, während nach dem Zuschneiden des rohen Randteiles zum eigentlichen
Umbördeln dieses Teiles vor dem endgültigen Einrollen des äußeren Randkragenteiles
eine erhitzte Umlenk-und Führungsfläche, die sich in einem vorherbestimmten Winkel
bezüglich der Normalen zur Randebene verjüngt, als erste Formzone in Richtung dieser
Normalen an dem rohen Randkragenteil vorbeigeführt wird.
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Zum fortlaufenden Herstellen von Kunststoffartikeln mit umgebördeltem
Rand im Verfahren gemäß der Erfindung eignet sich insbesondere eine Vorrichtung,
die ein Nachformwerkzeug enthält, das das Werkstück von außen umgreift und hinter
einer konischen Einführungszone eine Führung- und Umlenkzone zum ersten Umlegen
des Randkragens des Werkstückes und daran anschließend eine Präge-und Formzone mit
kurvenförmiger Oberfläche zum fertigen Einrollen des Randkragens des Werkstückes
aufweist.
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Diese Vorrichtung kann in einem durchgehenden Herstellungsgang der
Kunststoffartikel benutzt werden. Sie kann aber auch dazu benutzt werden, an den
Werkstücken nachträglich einen vollständigen runden Rand herzustellen, wenn das
Werkstück einen sich an die eigentliche Werkstückwandung anschließenden vorgebildeten
Randteil aufweist, an den sich nach außen hin ein noch roher, aber zugeschnittener
Randteil anschließt.
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In einer Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung kann
eine Reihe von die Werkstücke aufnehmenden Schemeln ringförmig auf einem umlaufenden
Teller angeordnet und oberhalb dieses Tellers eine entsprechende Anzahl von Stempeln
mit den Schemeln umlaufend, aber in senkrechter
Richtung, beispielsweise mit einer
Rollenbahn bewegbar, angebracht sein. Soll die Vorrichtung nach der Erfindung in
dieser Ausführungsform an eine Stanzeinrichtung angeschlossen werden, die mit einem
Arbeitszug zugleich eine Mehrzahl von geformten Werkstücken aus dem Materialband
schneidet, so ist es zweckmäßig, zwischen dieser Stanzeinrichtung und dem die Schemel
tragenden umlaufenden Teller eine die Werkstücke aufnehmende und einzeln auf die
Schemel setzende Einrichtung zwischenzuschalten. Hierzu können beispielsweise dem
die Schemel tragenden umlaufenden Teller Preßluftblaseinrichtungen zum Aufsetzen
der Werkstücke auf die Schemel und zum Wegblasen der fertigbehandelten Werkstücke
von den Schemeln zugeordnet sein.
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In einer anderen Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung,
die sich besonders günstig an den Herstellungsgang der Werkstücke unmittelbar anfügen
läßt, sind die Schemel gruppenweise auf einem umlaufenden Teller angeordnet, und
es ist für sämtliche Gruppen von Schemeln eine gemeinsame Gruppe von Stempeln vorgesehen,
an der sämtliche Gruppen von Schemeln reihum vorbeiwandern. Zweckmäßig ist dabei
jede Schemelgruppe in ihrer Schemelanordnung der Messeranordnung einer Stanzeinrichtung
zum gleichzeitigen Ausstanzen einer Mehrzahl von Werkstücken angepaßt, und der umlaufende
Teller ragt derart über den Boden der Stanzeinrichtung, daß die ausgestanzten Werkstücke
durch Öffnungen im Stanzenboden unmittelbar auf die Schemel gelangen. Ein sicheres,
genaues Aufsetzen der Werkstücke auf die Schemel kann dadurch sichergestellt werden,
daß die Schemel von unten her durchsetzende, senkrecht stellende, in ihrer Längsrichtung
verschiebbar gelagerte Saug- und Führungsfinger vorgesehen sind, die zur Übernahme
der Werkstücke und zum Aufsetzen auf die Schemel in ihre höchste Stellung gesteuert
und von dieser abgesenkt werden. Zum Abheben der fertigbearbeiteten Werkstücke von
den Schemeln und zum Weitergeben an eine Weiterleitvorrichtung können ebenfalls
Führungsfinger vorgesehen sein, die die Schemel von unten her durchsetzen.
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Die Erfindung wird in einigen Beispielen an Hand der Zeichnung näher
erläutert.
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Fig. 1 zeigt schematisch den Werdegang der Werkstücke nach dem Verfahren
gemäß der Erfindung; Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform der Prägevorrichtung nach
der Erfindung etwas schematisch im senkrechten Schnitt; Fig.3 zeigt das eigentliche
Prägewerkzeug in Teildarstellung aus Fig.2; F i g. 4 und 5 zeigen die in Verbindung
mit einer Prägevorrichtung nach Fig.2 und 3 benutzbare Zuführungseinrichtung für
die Werkstücke in Seitenansicht und Draufsicht; F 1 g. 6 zeigt eine andere Ausführungsform
der Prägevorrichtung nach der Erfindung in senkrechtem Schnitt; Fig.7 zeigt die
Vorrichtung nach Fig. 6 in Draufsicht, teilweise geschnitten nach der Linie VII-VII
der Fig. 6; Fig. 8 und 9 sind Teildarstellungen aus Fig.6 und zeigen die Saug- und
Führungsfinger in geschnittener Teildarstellung und Draufsicht;
F
i g. 10 zeigt das eigentliche Prägewerkzeug nach Fig. 6 und 7 im Schnitt nach der
LinieX-X der Fig. 7; Fig. 11 zeigt die Weiterleitungsvorrichtung für die fertigbearbeiteten
Kunststoffartikel im Schnitt XI-XI der Fig. 7; F 1 g. 12 bis 14 zeigen Verformungsvorrichtungen,
wie sie im Zusammenhang mit dem Verfahren nach der Erfindung benutzbar sind; F 1
g. 15 und 16 zeigen zwei verschiedene Ausführungsformen der Stanzvorrichtung, wie
sie in Verbindung mit der Erfindung benutzbar ist, in geschnittener etwas schematischer
Darstellung.
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Wie aus Fig. 1, Gruppe A, hervorgeht, wird zunächst beim Formen des
Werkstückes der sich unmittelbar an die Wandung 1 des Werkstückes anschließende
Randteil 2 vorgebildet und ein sich an diesen Randteil 2 anschließender roher Randteil
oder Kragen 3 vorgesehen. An diesen rohen Randteil 3 schließt sich dann das Material
der Kunststoffolie4 an, aus der das Werkstück 1 hergestellt ist. Normalerweise wird
die Ausbildung des Werkstückrandes 2, 3 in der Weise erfolgen, wie dies unter A,
a gezeigt ist, nämlich so, daß sich der rohe, ringsumlaufende Randteil 3 als Kragen
schräg nach außen erstreckt. Wie die Darstellungen A, b und A, c deutlich machen,
kann der sich an die Werkstückwandung 1 anschließende Teil 2 des Randes möglichst
weitgehend vorgebildet und umgelegt werden, so daß die erste Formstufe des Verfahrens
nach der Erfindung bereits teilweise oder weitgehend, wenn überhaupt nicht ganz,
in den Formvorgang des Artikels selbst verlegt werden kann.
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Wieweit dies geschehen kann, richtet sich nach dem jeweils gegebenen
Fall, beispielsweise der Art des Materials, der Form des Werkstückes 1 u. dgl.
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Ohne eine Begrenzung desjenigen Maßes zu geben, wieweit der äußere
Kragen 3 des Randes nach innen umgelegt werden kann, zeigt die Gruppe A der F i
g. 1 drei Fälle, die nach dem Verfahren nach der Erfindung möglich sind. Im Normalfall
a erstreckt sich der Kragen3 des Randes noch vom Werkstück schräg nach außen. Dabei
ist es im Rahmen des Verfahrens nach der Erfindung durchaus möglich, diesen Kragen
3 sich noch stärker nach außen erstrecken zu lassen. Die Darstellung b zeigt den
Grenzfall, in welchem sich der Kragen 3 senkrecht erstreckt, also die erste Formstufe
des Bördelverfahrens bereits beim Formen des Werkstückes weitgehend erfolgt ist.
Schließlich zeigt der Fall c die Möglichkeit, den Kragen sogar mit einer Neigung
bezüglich des Werkstückes auszubilden. In dem dargestellten Beispiel erstreckt sich
der Kragen 3 etwa parallel zur konischen Werkstückwandung 1, so daß die erste Formstufe
des Bördelverfahrens bereits vollständig beim Formen des Werkstückes ausgeführt
worden ist. Der Einwärtsneigung des Kragens 3 ist durch die elastische Verformbarkeit
des geformten Materials eine Grenze gesetzt, d. h. daß die Einsatzneigung des Kragens
so weit vorgenommen werden kann, wie die elastische Verformbarkeit des Werkstoffes
noch ein einfaches Entformen des Werkstückes ermöglicht.
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In der DarstellungB der Fig. 1 ist der Ausstanz-und Zuschneidevorgang
schematisch dargestellt. Wie diese Darstellung zeigt, ist es zweckmäßig, den Zuschnitt
so zu legen, daß der Übergang von der unverformten Kunststoffolie zum Kragen 3 noch
zu
dem Abfall geschnitten wird. Im Fall a der Gruppe A läßt sich ein solcher Schnitt
ohne weteres legen. In den Fällen b und c kann man mittels der dem Messer 5 zugeordneten
Ausrichteinrichtung 6 den Kragen 3 auf Grund seiner elastischen Verformbarkeit so
weit nach außen legen, daß das Messer 5 noch sicher angreifen kann, um den Randteil
3 auf das gewünschte Maß zuzuschneiden.
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Schließlich zeigt die Gruppe den Eingriff der Prägevorrichtung nach
der Erfindung. Der vorgebildete Randteil 2 sitzt hiernach, genau geführt, auf dem
Schemel 7, während die sich nach unten bewegende Prägeform 8 mit der Eingangszone9
ihre Arbeitsfläche sich zunächst gegenüber dem zugeschnittenen Kragen 3 genau zentriert
und dann die Endkante dieses Kragens 3 mit der Führungszone 10, d. h. der ersten
Formzone der Arbeitsfläche, erfaßt und in zunehmendem Maß nach innen drückt.
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Der von der Führungszone der Arbeitsfläche berührte Teil des Kragens
3 wird dann bereits erwärmt, und es wird dadurch jegliche Faltenbildung ausgeschlossen.
Mit fortschreitendem Vorschieben der Prägeform8 wird die ringförmige Berührungszone
des Kragens 3 mit der Form- und Führungszone 10 der Arbeitsfläche näher zu dem bereits
abgerundeten Teil 2 des Werkstückrandes hin verschoben. Die zuerst mit der Oberfläche
der Form und Führungszone 10 in Berührung gekommenen Teile des Kragens 3 heben sich
dann fortlaufend wieder von dieser Fläche ab und schrumpfen etwas ein, so daß sie
schon in etwas abgerundetem Zustand an die sich anschließende Verformungszone 11
der Arbeitsfläche herankommen. Auf diese Weise wird der Kragen 3 sicher in die Verformungszone
lt der Arbeitsfläche eingeführt und damit eine saubere Verformung des Kragens 3
sichergestellt. Wie der Vergleich der drei Darstellungen d, e, f zeigt, hat ein
stärkeres Umlegen des Kragens 3 zur Folge, daß der Kragen 3 später mit der Oberfläche
der Form- und Führungszone 10 des Prägewerkzeuges 8 in Berührung kommt. Wenn der
Kragen3 vorher bereits zu stark nach innen umgelegt ist, beispielsweise wie im Fall
f, kann dies zur Folge haben, daß der Kragen 3 praktisch ohne vorheriges Anwärmen
in der Führungs- und Formzone 10 kalt in die Verformungszone 11 einläuft und dann
nur noch flach einwärts gegen die Wandung 1 des Werkstückes umgelegt wird. Man wird
deshalb das starke vorherige Umlegen des Kragens 3 in denjenigen Fällen benutzen,
in denen ein solches glattes Umlegen des Kragens bis an die Gefäßwandung 1 heran
gewünscht ist.
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Zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung kommen Prägevorrichtungen
in Betracht, wie sie in Fig. 2 bis 11 dargestellt sind.
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F 1 g. 2 bis 5 zeigen eine Ausführungsform der Prägevorrichtung,
die an eine Stanzvorrichtung angeschlossen werden kann oder auch die zu behandelnden
Werkstücke durch einen Zuteiler anderer Art aufnehmen kann, nach dem die Werkstücke
vorher mehr oder weniger lang gelagert worden sind.
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Die Prägeeinrichtung enthält in der dargestellten Ausführungsform
einen umlaufenden Teller 322, der an seinem Umfang Schemel 323 trägt, auf die die
ausgestanzten Werkstücke 201 durch die Austragsscheibe 313 über eine Öffnung 324
in der Führungsplatte
316 aufsetzt. Jedem Schemel 323 ist ein geheizter
Prägestempel 325 zugeordnet, der für die gleiche Umlaufbewegung wie der Schemel
323, aber gleichzeitig für eine Auf- und Abwärtsbewegung bezüglich des Schemels
323 angebracht ist. Zu diesem Zweck ist eine Führungsscheibe326 auf dem Trägerteller
311 angebracht. Die Auf- und Abwärtsbewegung der Werkzeuge 326 wird durch feststehende
Führungsschienen 327 hervorgerufen, in denen die Führungsrollen328 der Prägeelemente
325 laufen. Ein solches Prägewerkzeug ist in Fig.7 deutlicher gezeigt, und es besteht
aus einem Werkzeugkopf 329 und einer Führungshülse 330. Der Werkzeugkopf enthält
in seiner inneren Oberfläche, die die Arbeitsfläche des Werkzeuges darstellt, eine
konische Einführungszone 331, eine leicht konische Führungs- und Umlenkzone 332
und eine Prägezone 333. Außerdem ist der Werkzeugkopf 329 mit einer elektrischen
Heizung 334 ausgerüstet.
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Die Prägevorrichtung ist in dem dargestellten Beispiel ferner mit
einer Drucklufteinrichtung 335 bis 347 ausgerüstet, um das Werkstück 201 auf seinen
Schemel 323 während des Zuführens aufzusetzen und aufzudrücken und das Werkstück
201 wieder von dem Schemel abzuheben, wenn die Bearbeitung beendet ist.
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Im Betrieb fällt das Werkstück 201 durch die Öffnung 325 der Führungsplatte
316. Gleichzeitig wird das Druckluftventil 337 durch eine Betätigungsnase 338, von
denen je eine jedem Schemel 323 zugeordnet ist und mit einem Betätigungsstab 339
des Ventils 337 zusammenwirkt, geöffnet. Die Druckluft wird durch die Düse 336 von
oben auf das Werkstück 201 geblasen, um es auf den Schemel 323 zu drücken. Sobald
die Nase 338 den Stab 339 während des Umlaufs des Tellers 322 und der Führungsscheibe
326 verläßt, die von der Antriebsvorrichtung 340 über ein Ritzel 341 und einen Zahnkranz
342 angetrieben werden, schließt sich das Ventil 337. Während des weiteren Umlaufs
des Tellers 322 und der Druckscheibe 326 wird das Werkzeug 325 durch die Führungsschienen
327 abgesenkt. Hierdurch kommt die konische Zone 331 der inneren Werkzeugoberfläche
in Berührung mit der Außenkante des Randes 343 des Werkstückes 201. Während des
fortgesetzten Absenkens des Werkzeuges 325 wird dieser Rand 343 in die leicht konische
Zone 332 der inneren Werkzeugfläche eingeführt. Hierdurch wird dieser Rand senkrecht
nach oben gebogen und die gerundete Zone 333 eingeführt, um vollständig abgerundet
zu werden. Nach diesem Prägevorgang wird das Werkzeug 325 auf seinem Umlauf durch
die Führungsschienen 327 wieder angehoben. Das Werkstück 201 bleibt jedoch auf seinem
Schemel sitzen und gelangt bei seinem Umlauf unter die Austragsröhre 344. Gleichzeitig
kommt eine zweite Betätigungsnase 345, von denen je eine einem Sockel 323 zugeordnet
ist, in Berührung mit dem Betätigungsstab 346 eines zweiten Luftventils 347. Ein
Preßluftstrahl wird dann durch die Düse 348 durch eine Bohrung 349 in den hohlen
Teil des Werkstückes 201 geblasen, wodurch dieses Werkstück 201 durch die Austragsröhre
344 auf ein Austragförderband 350 geblasen wird.
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An diesem Austragförderband können Zähleinrichtungen 351 sowie Sammelvorrichtungen
352 für die Werkstücke 201 angebracht sein. Die Sammeleinrichtung kann beispielsweise
aus Ablenk-
blechen352 und einer Auslaßklappe 351 bestehen, die durch die Zähleinrichtung
351 betätigt wird, um eine gewünschte Anzahl von Werkstücken 201, beispielsweise
50 Stück, zu sammeln und dann gemeinsam in einen Behälter 354 einzuführen.
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Die im Zusammenhang mit der Prägevorrichtung dieser Ausführungsform
benutzte Sammel- und Zuführungseinrichtung besteht aus einem kontinuierlich angetriebenen
Förderband 301, das unterhalb des Stanzenbodens 220 angeordnet ist, wie dies Fig.
4 schematisch zeigt. Die im Betrieb durch den Stanzenboden nach unten herabfallenden
ausgestanzten Werkstücke werden von Kammern eines Auffangkäfigs 302 aufgenommen
und dabei in aufrechter Lage auf dem Förderband 301 stabilisiert.
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Wenn die Werkstücke auf dem Förderband 301 gesammelt und in aufrechter
Stellung stabilisiert sind, wird der Auffangkäfig 302 nach oben bewegt, und die
Werkstücke werden zu ihrer Wandung mit dem Förderband 301 freigegeben.
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Wie aus F 1 g. 5 ersichtlich, werden die Werkstücke 201 entlang von
Ablenkblechen 311 und 312 geführt, um sie in eine Reihe einzuordnen. Wenn erforderlich,
kann der Bandförderer ein erstes Förderband unterhalb des Stanzenbodens 220 und
ein zweites, schneller angetriebenes Förderband im Bereich der Ablenkflächen 311
und 312 enthalten.
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Am Endteil des Bandförderers sind Austrageinrichtungen an einer Seitenkante
des Bandes vorgesehen.
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Diese Austrageinrichtungen umfassen eine umlaufende Scheibe 313 mit
Zähnen 314 und ausgerundeten Kantenteilen 315 zwischen diesen Zähnen 314, die der
Form der Werkstücke 201 angepaßt sind.
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Diese Zahnscheibe 313 führt die einzelnen Werkstücke entlang eines
Führungsdrahtes 317 auf einer Führungsplatte316, bis sie durch die Öffnung 324 auf
den jeweiligen Schemel 323 fallen.
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In der Ausführungsform nach Fig. 6 bis 11 sind die Prägeeinrichtung,
ihre Zuführungseinrichtung und die Weiterleitungseinrichtung für die fertigbearbeiteten
Werkstücke zu einem Maschinenblock vereinigt, der unmittelbar an die Stanzeinrichtung
angeschlossen ist. Der Transport der Werkstücke 201 erfolgt hier durch einen Umlaufteller401,
auf dem, wie insbesondere Fig. 11 zeigt, abhebbare Platten 402 angebracht sind.
Diese abhebbaren Platten 402 tragen auf ihrer Oberseite die Schemel 403 zum Aufsetzen
der vorbereiteten und ausgestanzten Werkstücke 201.
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Zum unmittelbaren Aufsetzen der die Stanzvorrichtung durch die Öffnungen221
des Stanzenbodens 220 verlassenden Werkstücke 201 auf die Schemel 403 ragt der Teller
401 bis unter den Stanzenboden 220. Das Maschinengestell 218 der Stanzvorrichtung
ist daher in entsprechender Weise ausgebildet, um den Teller 204 durchzuführen.
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Im übrigen kann die Stanzvorrichtung selbst in gleicher Weise aufgebaut
sein, wie oben beschrieben.
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Zum sicheren Überführen der Werkstücke 201 sind Saug- und Führungsfinger
404 vorgesehen, wie sie aus F 1 g. 8 und 9 deutlicher ersichtlich sind.
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Diese Führungs- und Saugfinger 404 sind auf einem gemeinsamen Gestell
405 in Form eines Rohrrahmens angebracht, der auf den Kolbenstangen 406 einer Druckluft-Heb-
und -Senkvorrichtung 407 angeordnet ist. Durch diese Druckluft-Heb- und -Senkeinrichtung
lassen sich die Saug- und Führungsfinger
404 bis unterhalb der
unteren Fläche des Tellers 401 absenken. Vor Beginn des Stanzvorganges werden die
Saug- und Führungsfinger 404 durch die Heb- und Senkeinrichtung 407 in ihre obere
Stellung gebracht, in der sie durch Öffnungen 408 in der Platte 402 und den Schemeln403
und durch die Offnungen 221 des Stanzenbodens 220 bis an oder knapp unterhalb der
inneren Bodenfläche der Werkstücke 201 ragen, wie dies Fig. 10 zeigt.
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Nach Beendigung des Stanzvorganges werden die Saug- und Führungsfinger
404 abgesenkt, bis sie in ihre unterste Lage gelangen. Hierbei ziehen sie die Werkstücke
201 mit sich und setzen sie fest auf die Schemel 403. Die Steuerung und Betätigung
der Heb- und Senkbewegung erfolgt mittels der Drucklufteinrichtung 409 und des Ventils
410, über das die Drucklufteinrichtung 409 an die Druckzylinder 407 angeschlossen
ist.
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Um die Werkstücke 201 fest auf der oberen Spitze der Führungs- und
Saugfinger 404 zu halten, sind diese Finger 404 mit Bohrungen 411 versehen.
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Auch der Trägerrahmen 405 hat Bohrungen 412, die über das Anschlußstück
413 und den Schlauch 414 und schließlich das Ventil 415 an die Vakuumeinrichtung
416 angeschlossen sind. Der sichere Sitz der Werkstücke 201 auf den Spitzen der
Finger 404 wird dadurch verbessert, daß die Fingerspitzen 417 mit dünnartigen Kuppen
aus nachgiebigem Werkstoff, beispielsweise Gummi, versehen sind, so daß sich die
Saugwirkung an dem Boden der Werkstücke 201 voll entwickeln kann. Durch den Betätigungsarm
418 mit Feder 419 des Ventils 415 steuert der Trägerrahmen 405 mit Finger 404 das
Ventil 415 selbst in der Weise, daß in der untersten Stellung des Rahmens das Ventil
415 selbsttätig geschlossen wird.
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Diese Art der Überführung der Werkstücke 201 von der Stanzvorrichtung
auf die Platten 402 des Tellers 401 macht es erforderlich, daß die Schemel 403 in
Zahl und Anordnung genau der Stanzeinrichtung entsprechen. Wird die Stanzeinrichtung
ausgewechselt, so kann ohne weiteres eine entsprechende andere Platte 402 eingefügt
werden.
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Der Teller 401 ist durch einen Motor 420 und ein Getriebe 421 schrittweise
zur Drehbewegung angetrieben. Jede Platte 402 mit Schemeln 403 wird dabei schrittweise
von der Stellung unterhalb der Stanzeinrichtung in eine Stellung unterhalb der Prägeeinrichtung
422 geführt. Die Prägeeinrichtung 422 enthält eine ebenso große Anzahl von Prägeformen
423, wie die Platte 402 Schemel 403 aufweist. Die Prägeformen423 können, wie Fig.
14 zeigt, grundsätzlich den gleichen Aufbau aufweisen, wie er hinsichtlich in Fig.
7 beschrieben wurde.
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Auch in dieser Ausführungsform der Erfindung kann die Arbeitsfläche
der Prägeform in eine Einführungszone 424, eine Umlenk- und Führungszone 425 und
eine gerundete Formzone 426 unterteilt sein. Auch in diesem Beispiel kann eine elektrische
Heizung 427 zumindest für die Führungszone 425 und die Formzone 426 vorgesehen sein.
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Um die Werkstücke nach dem Prägevorgang mit Sicherheit aus dem Prägewerkzeug
zu entfernen und auf den SchemeIn403 zu halten, können oberhalb der eigentlichen
Prägewerkzeuge balgartige Auswerfereinrichtungen 428 vongesehen sein, die über ein
Ventil 429 an eine Drucklufteinrichtung 430 und eine Vakuumeinrichtung 431 angeschlossen
sind, wie
dies in ähnlicher Weise in bezug auf Fig. 4 und 8 bereits beschrieben wurde.
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In dem dargestellten Beispiel ist die Prägeeinrichtung 422 fest angebracht,
und die Platte 402 wird durch eine pneumatische oder hydraulische Hebevorrichtung
432 mit einer Druckvorrichtung 433 und einem Steuerventil 433 angehoben und abgesenkt.
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Ein genaues Einführen der Werkstücke in die Prägeeinrichtung 422 wird
dann durch Führungselemente 435 sichergestellt.
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Von der Prägeeinrichtung 422 werden die Platten 402 schrittweise
zu der Überführungseinrichtung 440 geführt, die im wesentlichen aus einem Wagen
441 besteht, der auf den Schienen 442 verfahrbar ist.
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Der Wagen 441 trägt an seiner Unterseite eine Platte 443 aus porösem
Material, oberhalb deren eine Kammer 444 angeordnet ist. Die Kammer 444 ist über
ein Steuerventil 445 an eine Vakuumeinrichtung 446 angeschlossen. Unterhalb des
Tellers 401 ist im Bereich des Wagens 441 eine Heb- und Senkeinrichtung 447 mit
Führungsfingern 448 angeordnet, die durch die Vorrichtung 447 angehoben werden können.
Beim Anheben durchsetzen die Finger 448 die Bohrungen 408 der Platte 402 und der
Schemel 403 und heben die fertigen Werkstücke 201 von den Schemeln ab und heben
sie bis an die Unterseite der porösen Platte 443, wo sie durch Saugwirkung gehalten
werden. Die Finger 448 werden sofort wieder abgesenkt, und der Wagen441 wird aus
dem Bereich des Tellers 401 über ein Förderband 449 gefahren. In dieser Stellung
wird die Saugwirkung durch das Ventil 445 abgeschaltet, und die fertigen Werkstücke
fallen auf das Förderband449, durch das sie beispielsweise in ähnlicher Weise wie
im Fall der F i g. 9 zu einer Verpackungsstelle gefördert werden. Die Steuerung
und Betätigung der Heb- und Senkvorrichtung 447 der Finger 448 erfolgt in ähnlicher
Weise, wie die Betätigung und Steuerung der Heb- und Senkvorrichtung 407 der Saug-
und Führungsfinger 404. Hierzu ist eine pneumatische oder hydraulische Druckeinrichtung
450 und ein automatisch betätigtes Steuerventil 451 vorgesehen.
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Um einen ruhigen, sicheren Lauf des Tellers 401 zu gewährleisten,
können Trägerrollen 452 vorgesehen sein.
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Das Verfahren nach der Erfindung kann, wie bereits dargelegt, auch
in der Weise durchgeführt werden, daß die erste Formstufe, die normalerweise in
der Führungs- und Formzone 10 bzw. 332 bzw. 425 ausgeführt wird, teilweise oder
weitgehend oder sogar vollständig bei dem Formvorgang des Werkstückes selbst vorweggenommen
wird, so daß der noch gegebenenfalls durchzuführende restliche Teil der ersten Formstufe
in der Führungs- und Formzone des Prägewerkzeuges nach der Erfindung nachgeholt
und die zweite Formstufe dann anschließend in der Verformungszone des Werkzeuges
nach der Erfindung ausgeführt wird.
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Zur Durchführung des Verfahrens in dieser Weise können Formvorrichtungen
und Stanzvorrichtungen benutzt werden, wie sie in F i g. 12 bis 16 dargestellt sind.
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Hierzu ist bei der in Fig. 12 schematisch dargestellten Verformungsvorrichtung
ein von oben her auf das geheizte und sackartig durchhängende Kunststoffband 101
bewegbares Formwerkzeug 102 vorgesehen. Dieses Formwerkzeug ist im wesentr;os 510ß90
lichen
als Negativform mit Formhohlräumen 103 ausgebildet. Diese Formhohlräume 103 stehen
über Kanäle 104 mit einer Kammer 105 in Verbindung, die an eine Evakuierungseinrichtung
angeschlossen ist. Am unteren Rand der Formhohlräume sind bei dem Formwerkzeug 102
ringartige, über die untere Fläche des Formwerkzeuges 102 vorstehende Formteile
106 vorgesehen. Die zwischen den Formvorsprüngen 106 liegenden Flächenteile der
Unterseite des Formwerkzeuges 102 sind im dargestellten Beispiel mit Kanälen 107
an die Kammer 105 angeschlossen, um bei dem Formen der Werkstücke das geheizte Bandmaterial
zu veranlassen, sich im Bereich dieser Flächen durch die Wirkung des äußeren Luftdruckes
an die Unterseite des Formwerkzeuges 102 anzulegen und tatsächlich die ringförmigen
Formvorsprünge in dem geformten Band abzubilden.
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Durch diese ringförmigen Formvorsprünge 106 wird somit ein Teil der
ersten Formstufe des Bördelvorganges, die sonst in der Führungs- und Formzone 10
nach Fig. 10 ausgeführt wird, vorweggenommen.
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In F i g. 13 und 14 ist eine Abwandlung der Formvorrichtung gezeigt,
bei der Streckhelfer 112 von unten her gegen die erhitzte und sackartig durchhängende
Kunststoffolie 101 einwirken. In dieser Ausführungsform ist außerdem im Werkzeug
102 eine Auswerferplatte 115 gelagert, die es ermöglicht, die Folie mit den in ihr
ausgebildeten Formlingen auch dann aus den Formhohlräumen zu ziehen, wenn die ringförmigen
Formvorsprünge 106 an ihrem Außenrand hinterschnitten ausgebildet sein sollten.
Es wird hierdurch möglich, den Randkragen 3 der Formlinge sehr weit umzulegen, beispielsweise
so, wie dies in F i g. 1 in der Gruppe A unter b und c und in der Gruppe C unter
e und f gezeigt ist. Damit läßt sich mit einer Vorrichtung nach Fig. 13 und 14 die
erste Verformungsstufe des Bördelvorganges schon praktisch vollständig beim Formen
des Werkstückes selbst vorwegnehmen.
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Von der Formvorrichtung läuft das geformte Band 201 zu einer Stanzvorrichtung,
für die zwei grundsätzliche Ausführungsformen in Fig. 15 und 16 dargestellt sind.
Im Beispiel der Fig. 15 sind gegenüber den Stanzmessern 202 in senkrechter Richtung
verschiebbar gelagerte Ausricht- und Verteilerhülsen 205 vorgesehen. Um die nach
F i g. 1, B vorgesehene gewünschte Lage des Schnittes am Randkragen 3 des Werkstückes
1 sicherzustellen, tragen die Ausricht- und Verteilerhülsen 205 an ihrer unteren
Kante ringförmige Ausrichtteile 206, die in den vorgebildeten Randteil 2 des Werkstückes
eingreifen und die Stanzmesser erst dann wirksam werden lassen, wenn das geformte
Werkstück 1 mit seinem Randkragen 3 richtig gegenüber dem Messer ausgerichtet ist.
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Im Beispiel der Fig. 16 ist die Stanzvorrichtung im wesentlichen
in gleicher Weise aufgebaut wie im Fall der F i g. 4, jedoch sind hier die Messer
210 selbst mit einer einer?Ausncht- und Verteilerfläche 211 und mit dem in den vorgebildeten
Randteil 2 eintretenden Ring 212 versehen. Um jedoch die Schneiden der Stanzmesser
210 erst dann freizugeben, wenn die Ausricht- und Verteilerflächen 211 vollständig
auf der Oberfläche des Werkstückes liegen und die Ringe 212 in die vorgeformten
Randteile eingetreten sind, ist eine Sicherungsplatte 213 vor-
gesehen, die sich
in der untersten Stellung der Stanzvorrichtung auf den Stanzentisch220 und die auf
ihm liegende auszustanzende Folie 201 legt.