DE19711639C2 - Beschickungs- und Entnahmevorrichtung für eine Formvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Beschickungs- und Entnahmevorrichtung für eine Formvorrichtung, insbesondere Tiefziehvorrichtung, zur Herstellung von pro­ filierten Kunststoffteilen aus Kunststoff-Platten oder -Folien, mit einer mit Saugnäpfen ausgestatteten Hubeinrichtung zum Abheben einzelner Platten von einem Stapel und einem horizontal verfahrbaren Schlitten, der die abge­ hobenen, vereinzelten Platten von der Hubeinrichtung übernimmt, in die Formvorrichtung einführt und nach dem Formvorgang aus dieser austrägt.

Bei der Handhabung und beim Transport von Kunststoffteilen mit Hilfe von mit Saugnäpfen ausgestatteten Einrichtungen ergibt sich eine Schwierigkeit daraus, daß sich die für das Ansetzen von Saugnäpfen geeignete Oberfläche während des Formvorganges erheblich ändert, so daß es vielfach nicht mög­ lich ist, die Teile vor und nach dem Formvorgang mit ein- und derselben, mit Saugnäpfen ausgestatteten Einrichtung zu handhaben. Eine Möglichkeit, die Formvorrichtung während der Entnahme des fertigen Formteils mit einer neuen Platte zu beschicken, wird in der DE 32 23 171 C2 beschrieben, wobei die dort beschriebene Hubeinrichtung die Platte in einen Schlitten einlegt, der die Platte während des Formvorgangs im Randbereich festhält und das fertige Formteil aus der Formvorrichtung transportiert. Hingegen beschreibt die US 45 71 320 das gleichzeitige Beschicken und Entnehmen mit einer Vorrichtung, die an ihrer Ober- und Unterseite mit Saugnäpfen versehen ist. Sie trägt an ihrer Unterseite eine Platte in die geöffnete Formvorrichtung, wo das fertige Formteil auf ihrer Oberseite abgelegt und anschließend der Form­ vorrichtung entnommen wird. Zu diesem Zweck muß die Formvorrichtung mit einer Halteeinrichtung versehen sein, die das Formteil im oberen Be­ reich der geöffneten Formvorrichtung hält, damit es nach dem Einführen der Beschickungsvorrichtung auf deren Oberseite abgelegt werden kann. Dies schränkt den Einsatzbereich einer solchen Beschickungsvorrichtung stark ein und schließt beispielsweise ihre Verwendung beim Tiefziehen von Kunst­ stoffteilen aus.

Der Erfindung hegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Beschickungs- und Ent­ nahmevorrichtung der eingangs genannten Art mit einer Saugnäpfe aufwei­ senden Hubeinrichtung auszustatten, die die zu handhabenden Teile gleicher­ maßen vor und nach dem Verformen zuverlässig erfassen kann.

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der obigen Art dadurch gelöst, daß der Schlitten zwei parallele und parallel zur Beschickungsrichtung verlaufen­ de, in Abstand liegende Rahmenteile und eine Anzahl von senkrecht zu die­ sen gerichteten, einander zugewandten, an einem zwischen den Rahmentei­ len verlaufenden Mittelstreifen endenden Tragarmen umfaßt, die an der Un­ terseite mit Saugnäpfen versehen sind, und daß die Hubeinrichtung einen durch den freien Mittelstreifen des Schlittens anhebbaren Träger umfaßt, an dem sich waagerechte, nach beiden Seiten gerichtete, zwischen die Tragar­ me eintretende, Saugnäpfe tragende Hubarme befinden, die zwischen einer eingezogenen und einer ausgefahrenen Position verfahrbar sind.

Durch Einziehen und Ausfahren der Hubarme der Hubeinrichtung können die Saugnäpfe sowohl bei der Handhabung der ebenen Platte als auch anschlie­ ßend beim Aufgreifen des geformten Teils in Positionen gebracht werden, in denen sie das profilierte Teil zuverlässig ansaugen können. Ein besonders häufiger Einsatzfall für Hubeinrichtungen dieser Art ergibt sich beim Tiefzie­ hen von Kunststoffplatten, bei der ein umlaufender Randstreifen, der in der Tiefziehvorrichtung zwischen deren Formwerkzeugen eingespannt wird, eben bleibt, während die in diesem Randstreifen liegende Fläche eine den Ansatz von Saugnäpfen erschwerende oder ausschließende Profilierung auf­ weisen kann. Auf der anderen Seite müssen Kunststoffplatten, die von einem Plattenstapel abgehoben und auf diese Weise vereinzelt werden, zur Überwin­ dung der auf elektrostatischer Aufladung beruhenden Adhäsion zwischen den Platten im mittleren Bereich erfaßt werden. Das beruht darauf, daß eine mög­ licherweise an der oberen Platte anhaftende zweite Platte auf diese Weise ab­ geschüttelt werden kann. Daher müssen die Hubarme beim Aufgreifen der Platten zusammengezogen und beim Aufgreifen der Formteile ausgefahren werden.

Das Ein- und Austragen der Teile mit Hilfe des Schlittens erfolgt vorzugswei­ se in der Art, daß die Platten mit Hilfe von Saugnäpfen an der Unterseite der Tragarme des Schlittens zugeführt und die fertigen Formteile durch Ablegen auf der Oberseite der Tragarme ausgetragen werden. Ähnlich wie bei dem Sy­ stem nach der DE 43 38 301 C2 der Anmelderin bietet dies die Möglichkeit, gleichzeitig eine Platte einzuführen und ein Formteil für den Rücktransport aufzunehmen. An der Oberseite des Schlittens kann das fertige Formteil mit Hilfe der auseinandergefahrenen Saugnäpfe der Hubvorrichtung aufgegriffen und seitlich gestapelt werden.

Das Ausfahren und Einziehen der Hubarme der Hubeinrichtung kann dadurch erfolgen, daß jeweils zwei paarweise in bezug auf den Träger einander gegen­ überliegende Hubarme mit einem Zahnstangenprofil von entgegensetzten Seiten in ein gemeinsames, drehbares Zahnrad eingreifen.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 ist eine stark schematisierte, vereinfachte Seitenansicht einer Vorrichtung, bei der alle Rahmen und Ge­ häuseteile fortgelassen und nur die für die Funktion entschei­ denden Elemente gezeigt sind.

Fig. 2 ist eine Draufsicht zu Fig. 1;

Fig. 3 ist eine Seitenansicht zu Fig. 2 von links in Fig. 2;

Fig. 4 ist eine schematische Seitenansicht zu Fig. 2, gesehen von rechts in Fig. 2;

Fig. 5 zeigt eine Hubvorrichtung in Draufsicht;

Fig. 6 ist eine im Maßstab vergrößerte Seitenansicht zu Fig. 5;

Fig. 7 zeigt einen Schlitten in Draufsicht;

Fig. 8 zeigt den Schlitten der Fig. 7 in einer Seitenansicht von links in Fig. 7.

Anschließend soll zunächst unter Bezugnahme auf Fig. 1 bis 4 eine Gesamtanlage mit Beschickungs- und Entladevorrichtung und weiteren Handhabungseinrichtungen erläutert werden. In der Seitenansicht der Fig. 1 ist auf der linken Seite eine Formvorrichtung 10 in der Form einer Tiefziehvorrichtung für Kunststoff-Folien und auf der rechten Seite eine zuge­ hörige Beschickungsvorrichtung 12 dargestellt. Die Beschickung und Entnah­ me erfolgt somit von rechts nach links und zurück nach rechts in Fig. 1.

Fig. 2 zeigt eine zugehörige Draufsicht, aus der erkennbar wird, daß neben dieser Beschickungsbewegung von rechts nach links und zurück nach rechts in Fig. 1 auch Bewegungen senkrecht zur Zeichenebene in Fig. 1, also von vorne nach hinten stattfinden. Dementsprechend ist die Formvorrichtung 10 unterteilt in einen vorderen, mit 14 bezeichneten Bereich und einen hinte­ ren, mit 16 bezeichneten Bereich. Der vordere Bereich 14 ist der eigentliche Formbereich, während der hintere Bereich 16 eine Aufbewahrungsposition für Heizplatten 18, 20 der Formvorrichtung bildet, wie später genauer erläu­ tert werden soll.

Die Beschickungs- und Entnahmevorrichtung weist als wesentliche Teile ei­ nen Schlitten 22, der in die Formvorrichtung 10 hinein verfahrbar ist, eine durch den Schlitten 22 von oben nach unten in Fig. 1 anhebbare und absenk­ bare Hubvorrichtung 24 und einen Beladewagen 26 auf.

Auch im Bereich der Beschickungsvorrichtung 12 sind ein vorderer Bereich 28, der die eigentliche Beschickungsvorrichtung aufnimmt, und ein hinterer Bereich 30 vorgesehen, in dem die fertigen Formteile abgelegt werden, wie im weiteren Verlauf dieser Beschreibung genauer erläutert werden soll.

Der Schlitten 22 zum Eintragen von Platten oder Folien in die Formvorrich­ tung 10 umfaßt gemäß Fig. 1, 2 und 7 einen umlaufenden, rechteckigen Rah­ men 32 mit zwei parallelen, in Abstand liegenden, parallel zur Transportrich­ tung gerichteten Rahmenteilen 34, 36, von deren Innenseiten miteinander fluchtende Tragarme 38, 40 ausgehen, die an ihrer Unterseite mit einer grö­ ßeren Anzahl von Saugnäpfen 42 besetzt sind. Wie insbesondere aus Fig. 7 hervorgeht, befindet sich zwischen den von beiden Seiten zugeführten Trag­ armen 38, 40 ein in Transportrichtung des Schlittens gerichteter freier Mit­ telstreifen 44.

Auf der Oberseite der Tragarme 38, 40 befinden sich zwei in Abstand zu den seitlichen Rahmenteilen 34, 36 und parallel zu diesen gerichtete Leisten 46, 48, die gemäß Fig. 6 einen L-förmigen Querschnitt mit aufragenden Flan­ schen 50, 52 auf den Außenseiten besitzen. Diese Leisten 46, 48 dienen zum Austragen von fertigen Formteilen aus der Formvorrichtung 10 auf der Ober­ seite der Tragarme 38, 40. Die Flansche 50, 52 dienen zum seitlichen Festhal­ ten und Ausrichten der Formteile. Auf der Oberseite der Leisten 46, 48 befin­ den sich elastische, nach oben offene Schalen 54, 56, die die Formteile ela­ stisch abstützen. An der Unterseite der Leisten 46, 48 sind weitere, nicht be­ zeichnete Saugnäpfe vorgesehen. Während die Saugnäpfe 42 an der Untersei­ te der Tragarme 38, 40 zum Eintragen der Platten dienen, werden die Form­ teile somit auf der Oberseite der Tragarme ausgetragen. Das bedeutet, daß der Schlitten zum Eintragen einer neuen Platte und zum Austragen eines fer­ tigen Formteile nicht zwei Hübe, sondern nur einen Hub ausführen muß. Der Rahmen 32 bewegt sich auf seitlichen, unterhalb der seitlichen Rahmenteile 34, 36 liegenden, nicht dargestellten Schienen.

Durch den freien Mittelstreifen 44 des Schlittens 22 hindurch kann die Hub­ einrichtung 24 angehoben und abgesenkt werden. Die Hubeinrichtung 24 umfaßt einen langgestreckten Träger 58, von dem jeweils paarweise nach ge­ genüberliegenden Seiten gerichtete Hubarme 60, 62 ausgehen. Die Hubarme sind gemäß Fig. 7 L-förmig abgewinkelt und umfassen somit jeweils einen waagerechten Schenkel 64, 66 und einen senkrecht nach unten gerichteten Schenkel 68, 70. An den unteren Enden der senkrechten Schenkel 68, 70 be­ finden sich Saugnäpfe 72, 74 (Fig. 6). Die Hubarme 60, 62 können in bezug auf den Träger 58 nach beiden gegenüberliegenden Seiten ausgefahren und zu­ sammengezogen werden, so daß sich die Abstände der beiden unteren Saugnäpfe 72, 74 entsprechend vergrößern und verkleinern.

Dies kann beispielsweise, wie in Fig. 6 schematisch angedeutet ist, mit Hilfe eines Zahnrades 76 geschehen, das in nicht dargestellte Zahnstangenprofile der beiden über- oder nebeneinander angeordneten waagerechten Schenkel 64, 66 der Hubarme eingreift. Bei Drehung des Zahnrades 76 führen die waa­ gerechten Schenkel 64, 66 und damit die Hubarme in ihrer Gesamtheit kor­ respondierende, jedoch entgegengesetzte Bewegungen aus. Der schematisch dargestellte Zahnradantrieb mit dem Zahnrad 76 ist lediglich als Beispiel zu verstehen.

Die gegensinnige Steuerung der Hubarme kann mit Hilfe von Pneumatikzylin­ dern, Zahnriemen oder in vielfältiger anderer Weise erfolgen. Insbesondere aus Fig. 2 geht hervor, daß nicht nur der Träger 58 durch den freien Mittel­ streifen zwischen den Tragarmen 38, 40 des Schlittens, sondern auch die Hubarme 60, 62 durch die Zwischenräume der Tragarme des Schlittens hin­ durch angehoben werden können. Dies gilt zumindest für die eingezogene Stellung der Hubarme. Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform wür­ den dagegen die Hubarme 60, 62 in einer weiter ausgefahrenen Stellung mit den Leisten 48, 46 zusammentreffen. Die Hubeinrichtung kann also nur mit eingezogenen Hubarmen 60, 62 durch den Schlitten hindurch nach oben auf die Oberseite des Schlittens angehoben und unter den Schlitten abgesenkt werden.

Unterhalb der Hubeinrichtung befindet sich im vorderen Bereich der Anlage der bereits erwähnte Beladewagen 26, auf dem ein nicht gezeigter Stapel von zu verarbeitenden Kunststoffplatten- oder -Folien bereitgestellt werden kann. Zur Lagefixierung dieses Stapels ist die Ladefläche des Beladewagens 26 von einer Anzahl von aufragenden Stangen 78, 80 umgeben, die in nicht gezeigter Weise auf der den Platten zugewandten Seite eine Zahnstangen- oder Säge­ zahnprofilierung aufweisen.

Im hinteren Bereich 30 hinter der Bewegungsbahn des Schlittens 22 befin­ det sich ein entsprechender Beladewagen 82 (Fig. 2 und 3), der zur Aufnah­ me der fertigen Formteile dient.

Das Ein- und Austragen der Platten bzw. Formteile läuft im wesentlichen wie folgt ab.

Die Hubeinrichtung 24 wird durch den Schlitten 22 hindurch nach unten auf den Plattenstapel abgesenkt. Sie greift mit Hilfe der Saugnäpfe 72, 74 die auf dem Stapel oben liegende Platte, hebt diese an und übergibt sie an die Saugnäpfe 42 des Schlittens 22. Der Schlitten 22 fährt von rechts nach links in Fig. 1 in die Formvorrichtung und nimmt dabei zugleich auf seiner Obersei­ te mit Hilfe der Leisten 46, 48 ein zwischenzeitlich bereits angehobenes ferti­ ges Formteil auf, so daß der Rückhub unverzüglich folgen kann. Die zwischen­ zeitlich nach oben angehobene Hubeinrichtung greift das fertige Formteil von den Leisten 46, 48 mit Hilfe ihrer Saugnäpfe 72, 74 auf und fährt sodann in ihrer Gesamtheit in den hinteren Bereich 30 zur Ablage des Formteils auf dem dort befindlichen Beladewagen 82 (Fig. 2).

Die Hubeinrichtung 24 hängt in ihrer Gesamtheit an einer senkrecht nach oben gerichteten Säule 84 (Fig. 1). Die Säule 84 ist einerseits senkrecht auf­ wärts und abwärts verfahrbar und im übrigen zusammen mit der gesamten Hubeinrichtung an einer Schienenführung vom Bereich des vorderen Belade­ wagens 26 zum Bereich des hinteren Beladewagens 82 beweglich. Diese An­ triebsmechanismen sind in der Zeichnung nicht gezeigt, können jedoch in unterschiedlicher Weise relativ einfach realisiert werden.

Anschließend soll die Funktion der Hubeinrichtung mit den einziehbaren und ausfahrbaren Hubarmen im einzelnen erläutert werden.

Die Kunststoffplatten auf dem Beladewagen 26 haften aufgrund elektrostati­ scher Aufladung stark zusammen, so daß beim Anheben der oberen Platte nicht gewährleistet ist, daß nur diese Platte und nicht etwa eine oder weitere Platten mit angehoben werden. Aus diesem Grunde sind die senkrecht aufra­ genden Stangen 78, 80 mit der erwähnten zahnstangenartigen Profilierung auf ihren Innenseiten versehen. Dadurch gerät die oder geraten die angeho­ benen Platten beim Anheben in Schwingungen, so daß eine etwaige zweite oder weitere Platte abgeschüttelt und nur eine Platte angehoben wird. Da­ durch wird eine zuverlässige Vereinzelung der Platten bewirkt. Für die Ent­ stehung der erwähnten Schwingungen ist es wesentlich, daß die Saugnäpfe 72, 74 der Hubeinrichtung 24 die Platte relativ weit innen erfassen und die äußeren Randstreifen für die Entstehung der Schwingungen freilassen. Beim Anheben und Vereinzeln der Platten werden die Hubarme 60, 62 daher voll­ ständig eingezogen. Diese eingezogene Stellung wird beibehalten, bis die Hubeinrichtung 24 durch den Schlitten 22 mit dessen Tragarmen 38, 40 hin­ durch angehoben wird, so daß auch eine Kollision zwischen den Hubarmen 60, 62 und den Leisten 46, 48 des Schlittens vermieden wird.

Auf der anderen Seite bestehen die erzeugten Formteile zumeist aus einem mehr oder weniger stark profilierten Innenbereich und einem glatten, fla­ chen, umlaufenden Randstreifen, der zum Einspannen in die Formvorrich­ tung benötigt wurde und nicht profiliert worden ist. Zum Erfassen der ferti­ gen Formteile ist es daher notwendig, die Hubarme 60, 62 der Hubeinrich­ tung 24 vollständig auszufahren, bis die Saugnäpfe 72, 74 der Hubeinrichtung über den Randstreifen der Formteile liegen. Wenn die Formteile durch die Saugnäpfe 72, 74 erfaßt worden sind, fährt die Hubeinrichtung 24 in den hin­ teren Bereich und legt die Formteile auf dem dort befindlichen Beladewagen 82 ab.

Die Formvorrichtung 10 ist nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung und im übrigen im wesentlichen für sich bekannt. Es handelt sich bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel um eine Vakuum-Ziehvorrichtung, bei der eine rechteckige Platte oder Folie aus Kunststoff zwischen einem oberen und unteren Spannrahmen 86, 88 eingespannt wird. Zum Einspannen wird der obere Spannrahmen auf den unteren Spannrahmen abgesenkt, und die Platte oder Folie wird an ihrem Randstreifen eingespannt, wie bereits erwähnt wur­ de.

Sodann werden die beiden Heizplatten 18 und 20 als Oberheizung und Un­ terheizung nach vorne geschoben, so daß die Platte oder Folie von oben und unten erwärmt wird. Die beiden Heizplatten 18, 20 gelangen sodann in die hintere Ruhestellung zurück, und Vakuum wird in nicht dargestellter Weise angelegt. Nach dem Formen und Abkühlen des Formteils wird dieses mit ei­ nem nicht gezeigten Mechanismus über die Ebene des Schlittens 22 angeho­ ben. Wenn der Schlitten eingefahren ist, läßt er die eingetragene Folie nach unten auf den unteren Spannrahmen herab, während von der Oberseite das fertige Formteil auf dem Schlitten 22 abgelegt wird. Ein Mechanismus dieser Art ist in der bereits erwähnten Patentschrift DE 43 38 301 C2 der Anmel­ derin beschrieben.

Claims (6)

1. Beschickungs- und Entnahmevorrichtung für eine Formvorrichtung (10), insbesondere Tiefziehvorrichtung, zur Herstellung von profilierten Kunst­ stoffteilen aus Kunststoff-Platten oder -Folien mit einer mit Saugnäpfen (72, 74) ausgestatteten Hubeinrichtung (24) zum Anheben einzelner Platten von einem Stapel und einem horizontal verfahrbaren Schlitten (22), der die abgehobenen, vereinzelten Platten von der Hubeinrichtung (24) übernimmt, in die Formvorrichtung (10) einführt und nach dem Formvorgang aus dieser austrägt, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitten (22) zwei parallele und parallel zur Beschickungsrichtung verlaufende, in Abstand liegende Rahmen­ teile (34, 36) und eine Anzahl von senkrecht zu diesen gerichteten einander zugewandten, an einem zwischen den Rahmenteilen verlaufenden Mittelstrei­ fen (44) endenden Tragarmen (38, 40) umfaßt, die an der Unterseite mit Saugnäpfen (42) versehen sind, und daß die Hubeinrichtung (24) einen durch den freien Mittelstreifen (44) des Schlittens anhebbaren Träger (58) umfaßt, an dem sich waagerechte, nach beiden Seiten gerichtete, zwischen die Tragarme (38, 40) eintretende, Saugnäpfe (72, 74) tragende Hubarme (60, 62) befinden, die zwischen einer eingezogenen und einer ausgefahrenen Position verfahrbar sind.

2. Beschickungs- und Entnahmevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß auf der Oberseite der Tragarme (38, 40) parallel zu den seitlichen Rahmenteilen (34, 36) Leisten (46, 48) zur Aufnahme der ausgetra­ genen, fertiggestellten Formteile angeordnet sind.

3. Beschickungs- und Entnahmevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß die Hubeinrichtung (24) senkrecht zur Be­ schickungsrichtung zwischen einer Position oberhalb des Schlittens (22) und einer seitlichen gegen die Beschickungsrichtung versetzten Position verfahr­ bar ist, in der sich ein Beladewagen (82) zur Aufnahme der fertiggestellten Formteile befindet.

4. Beschickungs- und Entnahmevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb der aus der Formvorrichtung (10) ausgefahrenen Endstellung des Schlittens ein Beladewagen (26) ange­ ordnet ist, der zum Aufnehmen eines Stapels von zu verarbeitenden Platten dient.

5. Beschickungs- und Entnahmevorrichtung nach Anspruch 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Beladewagen (26) an den Rändern der Aufnahmeflä­ che für Platten aufragende Stangen (78, 80) aufweist, die auf der den Platten zugewandten Seite ein Zahnstangen- oder Ratschenprofil aufweisen.

6. Beschickungs- und Entnahmevorrichtung nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubarme (60, 62) waage­ rechte, paarweise neben- oder übereinanderliegende Schenkel (64, 66) auf­ weisen, die auf den einander zugewandten Flächen Zahnstangenprofile auf­ weisen, und daß zwischen den waagerechten Schenkeln der Hubarme ein Zahnrad (76) angeordnet ist, das mit gegenüberliegenden Umfangsbereichen in die Zahnstangenprofile eingreift.