DE19721375C2 - Formträger für die Kunststoffverarbeitung insbesondere das Reaktionsschäumverfahren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Formträger für die Kunststoffver­ arbeitung, insbesondere für das Reaktionsschäumverfahren, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Mit Hilfe derartiger Reaktionsschaummaschinen werden in der Hauptsache großflächige Kunststoffteile wie beispielsweise schallabsorbierende und wärmedämmende Schaumstoffmatten für die Automobilindustrie gefertigt.

Ein typischer Verfahrensablauf bei der Herstellung derartiger Matten weist folgende Schritte auf:

Bei geöffnetem Formträger, der ein zweiteiliges Formwerkzeug trägt, wird in die auf dem Trägerunterteil angeordnete Form­ werkzeughälfte eine vorgewärmte Folie gelegt und mittels Vakuum genau in die Formkontur eingepaßt. Sodann wird der Formträger zugefahren, wobei sich die Formhälften bis auf wenige Millime­ ter nähern. In dieser Position werden Trägerunter- und -ober­ teil gegeneinander mit Hilfe der Verriegelungseinrichtung arre­ tiert, um ein Auseinanderdrücken der Werkzeughälften während des anschließenden Schäumvorgangs zu verhindern. Zur Aufbrin­ gung des Schließdrucks wird dann die untere Formwerkzeughälfte gegen die obere gepresst. Das geschieht bislang durch ein zwi­ schen dem unteren Trägerteil und der darauf angeordneten Form­ werkzeughälfte angeordnetes Luftkissen in Form einer auf­ blasbaren Gummimatte, die in einen Rahmen eingespannt ist. Die Preßkraft richtet sich hierbei nach dem Luftdruck, der bei etwa 3 bar liegt, und der Berührungsfläche.

Nachteilig hierbei ist, daß der Druck nur langsam aufgebaut wird, wodurch die Zykluszeit mehr als notwendig verlängert wird. Darüber hinaus sind die Luftkissen sehr schmutzempfind­ lich und müssen daher verschleißbedingt oft ausgetauscht wer­ den, wodurch der Produktionsablauf gestört wird.

Ist die gewünschte Schließkraft erreicht, wird über eine Ein­ spritzdüse, die am Trägeroberteil angeordnet ist und über eine Angußbohrung mit dem Formhohlraum in Verbindung steht, warmer Schaumstoff in das Formwerkzeug gespritzt, wo er sich mit der eingelegten Folie verbindet.

Nach Ablauf der Preß- und Aushärtezeit wird der Formträger ge­ öffnet und das Kunststoffteil entnommen.

Bei den bekannten Formträgern ist das Trägerunterteil starr ho­ rizontal angeordnet.

Zum Einlegen der vorgewärmten Folie, zum Reinigen des Formwerk­ zeugs, insbesondere zum Entfernen von Schaumrückständen an den Formwerkzeughälften, und zur Entnahme des fertigen Produkts muß die Bedienperson weit zwischen die Formhälften greifen, wobei sie sich mit ihrem ganzen Oberkörper zwischen Trägerunter- und -oberteil befindet, da die Formträgerteile Abmessungen im Be­ reich von etwa 2 m × 2 m aufweisen.

Das ist zum einen gefährlich und zum anderen sehr umständlich, so daß auch hierdurch die Zykluszeit unerwünscht verlängert wird.

Ein Formträger gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ist aus der DE 28 10 789 B2 sowie aus der US-RE 30 130 E bekannt.

Bei der aus der DE 28 10 789 B2 bekannten Vorrichtung wird die Verschwenkbewegung von Ober- und Unterteil jedoch durch jeweils einen Hydraulikzylinder bewirkt und zusätzlich die Auseinander­ bewegung der beiden Formteile durch einen dritten Hydraulikzy­ linder.

Eine ähnliche Ausgestaltung zeigt die US-RE 30 130 E.

Somit ist der konstruktive Aufwand bei den bekannten Formträ­ gern relativ groß, was zum einen zur Störungsanfälligkeit bei­ trägt und zum anderen auch den Wartungsaufwand erhöht.

Eine weitere bekannte Vorrichtung geht aus der EP 0 281 724 A1 hervor. Auch bei dieser Vorrichtung geschieht das Auseinander­ klappen von Oberteil und Unterteil (Fig. 1) nicht zwangsläufig sondern mit Hilfe von zwei Hydraulikzylindern (26 und 25).

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, einen Formträ­ ger der eingangs genannten Art so auszubilden, daß er ergono­ misch günstiger, also bedienungsfreundlicher ist, darüber hin­ aus schnellere Produktionszyklen erlaubt und einfacher aufge­ baut ist.

Die Erfindung löst diese Aufgabe bei einem Formträger nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 dadurch, daß die Kippbewegung des Trägerunterteils über ein einziges Getriebe mit der Ver­ schwenkbewegung des Trägeroberteils gekoppelt ist und die An­ druckeinheit aus mindestens einem Balg-Zylinder besteht, der auf dem Trägerunterteil befestigt ist und eine Platte abstützt, auf die das Formwerkzeugteil montiert ist.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Ausgestaltung besteht zum einen darin, daß die Kippbewegung des Trägerunterteils mit der Öffnungsbewegung über ein Getriebe gekoppelt ist und daher syn­ chron geschieht. Hierdurch ist nicht nur der konstruktive Auf­ wand gering gehalten, sondern es wird auch das Gesamtgewicht der Maschine reduziert.

Durch das weitere Merkmal bezüglich der Balg-Zylinder ergibt sich weiterhin der Vorteil, daß die Zykluszeit weiter verrin­ gert werden kann, wobei die Balg-Zylinder aufgrund ihrer Bau­ form den weiteren Vorteil haben, daß die Presskraft schneller und größer aufgebracht werden kann als es mit den bekannten Gummimatten der Fall war. Die Balg-Zylinder sind darüber hinaus schmutzunempfindlich und brauchen während der Lebensdauer der Formträger in der Regel nicht ausgetauscht zu werden. Durch die stärkere Schließkraft wird auch der Austrieb des Kunststoffma­ terials aus den Formteilen minimiert. Somit wird für die Reini­ gungsarbeit ebenfalls weniger Zeit benötigt.

Hinzu kommt, daß dadurch, daß das Trägerunterteil bei der Öff­ nungsbewegung des Formträgers nach vorn gekippt wird, die Pro­ jektionsfläche des Trägerunterteils kleiner wird, so daß die Bedienperson sehr viel bequemer auch in den hinteren Formbe­ reich gelangen kann. Ein Öffnungswinkel von etwa 60° reicht aus, um auch an Stellen der oberen Formhälfte zu arbeiten. So läßt sich auch die größte Arbeitshöhe ohne Schwierigkeit ste­ hend von kleineren Personen erreichen. Das Bestücken der leeren Form, das Reinigen der Form und das Entnehmen der fertigen Pro­ dukte ist somit einfacher und schneller durchzuführen. Ein wei­ terer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist darin zu sehen, daß die Kippbewegung des Trägerunterteils mit der Öff­ nungsbewegung über ein Getriebe gekoppelt ist und daher syn­ chron geschieht. Es ist lediglich ein einziger Antrieb sowohl für die Kippbewegung als auch für die Öffnungsbewegung erfor­ derlich. Hierdurch ist nicht nur der konstruktive Aufwand ge­ ring gehalten, sondern es wird auch das Gesamtgewicht der Ma­ schine reduziert.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist gemäß Anspruch 2 das Getriebe ein Lenkergetriebe, bei dem ein Lenker am Trägerunterteil angreift und durch das Antriebsaggregat längenveränderlich ausgebildet ist und zumindest ein weiterer Lenker als an dem Trägeroberteil angreifende Zugstange ausge­ bildet ist. Durch Ausfahren des Antriebsaggregats wird das Trägerunterteil nach oben gekippt, wobei durch die längenunveränderliche Zugstange das Trägeroberteil automatisch nach oben verschwenkt wird.

Es ist auch gemäß Anspruch 3 vorstellbar, daß zwischen Träger­ unter- und -oberteil ein Zahnradgetriebe vorgesehen ist, wel­ ches die Kippbewegung des Trägerunterteils auf das Trägerober­ teil überträgt, wodurch dieses nach oben geschwenkt wird.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das An­ triebsaggregat durch eine am Trägerunterteil angreifende Druck­ mittel-Zylinder-Kolbeneinheit gebildet. Die Zylinder-Kolbenein­ heit ist hierbei einerseits am Maschinenfuß und andererseits am Trägerunterteil angelenkt.

Die Zylinder-Kolbeneinheit kann hierbei pneumatisch, bevorzug­ terweise jedoch hydraulisch beaufschlagt werden.

Der Formträger wird dabei zumindest durch eine Schlauchbruchsi­ cherung in den Zuleitungen des Hydraulikzylinders gegen Zusam­ menklappen bei Energieausfall gesichert.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist gemäß An­ spruch 6 vorgesehen, daß das Antriebsaggregat eine motorisch betriebene Spindel ist, die mit einer am Trägerunterteil ange­ ordneten Spindelmutter zusammenwirkt.

Das hat gegenüber der Hydrauliklösung den Vorteil, daß bei En­ ergieausfall die Spindel-Spindelmutterkombination selbsthaltend ist.

Je nach Formgröße können zwei und mehr, beispielsweise sechs Balg-Zylinder vorgesehen sein.

Um die Handhabbarkeit des Formträgers weiter zu verbessern, ist gemäß Anspruch 7 zumindest das Trägeroberteil durch einen Rah­ men gebildet, in dem abstandsvariable Querträger angeordnet sind. Bevorzugt sind beide Trägerteile als Rahmenkonstruktion ausgebildet.

Hierdurch ergibt sich eine Gewichtsreduzierung gegenüber Form­ trägern aus Vollmaterial, wodurch auch das Antriebsaggregat und das Getriebe entsprechend kleiner dimensioniert werden können.

Die abstandsvariablen Querträger speziell im Trägeroberteil ha­ ben darüber hinaus den Vorteil, daß das Einspritzaggregat ent­ sprechend der jeweiligen Formgeometrie an jeder beliebigen Stelle am Trägeroberteil angebracht werden kann.

Gemäß den Merkmalen des Anspruchs 8 sind Trägerober- und -un­ terteil mittels eines Scharniers miteinander verbunden, wobei die Scharnierteile an aufeinander zuweisenden, im rechten Win­ kel vom jeweiligen Teil abstehenden Vorsprüngen angeordnet sind.

Die Länge der Vorsprünge ist somit ein Maß die maximale Ein­ bauhöhe für das Formwerkzeug.

Auf der der Scharnierseite gegenüberliegenden Seite der Form­ trägerteile ist die Verriegelungseinrichtung angeordnet, die gemäß den Merkmalen des Anspruchs 9 aus mindestens einem am Trägerunterteil angeordneten Riegelbolzen und einem mit dem Riegelbolzen zusammenwirkenden Aufnahmeelement, das am Trägero­ berteil angeordnet ist, besteht.

In der Schließstellung des Formträgers befinden sich beide Trä­ gerteile im parallelen Abstand zueinander, wobei die Paralleli­ tät durch die die Scharnierteile tragenden Vorsprünge einer­ seits und die Verriegelungseinrichtung andererseits gewährlei­ stet ist.

Dadurch, daß gemäß Anspruch 10 zum Verriegeln der Riegelbolzen in das Aufnahmeelemente einrastbar und die Verriegelung durch pneumatische Betätigung lösbar ausgebildet ist, erfolgt das Verriegeln vollautomatisch, so daß auch dieses Merkmal der Er­ höhung der Bedienfreundlichkeit und der Sicherheit dient.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Zeichnungen darge­ stellt und näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1: Formträger in Seitenansicht in Schließstellung,

Fig. 2: Formträger gemäß Fig. 1 in Öffnungsstellung,

Fig. 3: Formträger teilweise im Schnitt in Vorderansicht und

Fig. 4: Formträgeroberteil in Draufsicht.

In den Fig. 1 bis 3 ist ein Formträger dargestellt und allge­ mein mit dem Bezugszeichen 1 versehen.

Der Formträger 1 ist auf einem Maschinenfuß 2 angeordnet und weist ein Trägerunterteil 3 und ein Trägeroberteil 4 auf. Das Trägerunterteil 3 ist in etwa mittig kippbar gelagert, wobei sich das Lager 5 in einem Lagerbock 6 befindet, der auf dem Ma­ schinenfuß 2 befestigt ist.

Auf dem Trägerunterteil 3 sind mehrere, beispielsweise sechs Balg-Zylinder 7 angeordnet, auf denen eine als eigentliche Formaufspannplatte ausgebildete, die Kraft der Balg-Zylinder 7 übertragende. Platte 8 befestigt ist.

Wie insbesondere aus Fig. 3 hervorgeht, sind an einem Ende des Trägerunterteils 3 im Bereich der Seitenkanten zwei senkrecht von der Trägerunterteilfläche hochstehende Vorsprünge 9 ange­ ordnet, die an ihren Enden jeweils die eine Hälfte eines Schar­ niers 10 tragen, dessen andere Hälfte jeweils am Ende zweier entsprechender, an dem Trägeroberteil 4 angeordneter Vorsprünge 9' angeordnet ist.

Die Länge der Vorsprünge 9, 9' zusammen mit der Länge des Scharniers 10 ergibt die maximale Einbauhöhe für ein nicht dargestelltes Formwerkzeug, dessen eine Hälfte auf der Platte 8 und dessen andere Hälfte unter dem Trägeroberteil 4 aufgespannt ist.

Auf der Scharnierseite 11 des Formträgers 1 ist an dem Träger­ unterteil 3, im vorliegenden Beispiel an einem der Vorsprünge 9, die Kolbenstange 12 eines Hydraulikzylinders 13 angelenkt, dessen zylinderseitiges Ende 14 am Maschinenfuß 2 angelenkt ist. Ein zweiter Hydraulikzylinder 13 kann an dem zweiten Vor­ sprung 9 angreifen.

Symmetrisch zur Mittellängsachse des Formträgers 1 sind schar­ nierseitig Zugstangen 15 vorgesehen, die einerseits am Maschi­ nenfuß 2 und andererseits am Trägeroberteil 4 angelenkt sind.

Am vom Scharnier 10 abgewandten Endbereich des Formträgers 1 sind seitlich neben der Platte 8 vom Trägerunterteil 3 und Trä­ geroberteil 4 zwei aufeinander zuweisende weitere Vorsprünge 16, 16' angeordnet, die an ihren Enden die miteinander zusam­ menwirkenden Hälften von Verriegelungseinrichtungen 17 tragen.

Wie insbesondere aus Fig. 2 hervorgeht, ist auf dem dem Träger­ unterteil 3 zugeordneten Vorsprung 16 ein Riegelbolzen 18 und im dem Trägeroberteil 4 zugeordneten Vorsprung 16' eine Bol­ zenaufnahme 19 angeordnet.

Die Vorsprünge 16, 16' sind so bemessen, daß in Schließstellung des Formträgers 1 Trägerunterteil 3 und Trägeroberteil 4 in Parallelstellung gegeneinander verriegelt sind.

Die Verriegelung erfolgt auf pneumatischem Wege entweder da­ durch, daß der Bolzen 18 in die Aufnahme 19 einfährt und sich bei Druckbeaufschlagung ein Halteelement in eine im Endbereich des Bolzens vorgesehene Ringnut 20 legt und die Verriegelung durch Druckentlastung wieder gelöst wird. Oder der Riegelbolzen 18 rastet in eine entsprechend ausgestaltete Aufnahme 19 ein, und die Verriegelung wird durch Druckbeaufschlagung wieder ge­ löst.

Aus den Fig. 3 und 4 ergibt sich der Aufbau des Trägeroberteils 4, das durch einen Rahmen 21 gebildet ist, der am dem Scharnier abgewandten Ende trapezförmig ausgebildet ist.

Im Rahmen 21 sind parallel zueinander Querträger 22 befestigt, die in Lochleisten 23 verschraubt sind, welche oberhalb und un­ terhalb an den Rahmenelementen 24 und 25 angeordnet sind.

Die über die Länge der Lochleisten 23 verteilten Bohrungen 26 erlauben eine stufenweise Versetzung der Querträger 22, wodurch gewährleistet ist, daß abhängig vom jeweiligen Formwerkzeug im­ mer ein geeigneter Einbauort für ein Einspritzaggregat am Trä­ geroberteil 4 zur Verfügung steht.

Auch das Trägerunterteil 3 kann als Rahmenkonstruktion ausge­ bildet sein.

Die Arbeitsweise des Formträgers wird im folgenden erläutert:

In der aus Fig. 2 ersichtlichen Öffnungsstellung, wobei der Hydraulikzylinder 13 durch Ausfahren der Kolbenstange 12 das Formunterteil 3 in die Kippstellung gebracht hat, und wodurch infolge der angelenkten Zugstangen 15 das Trägeroberteil 4 um das Scharnier 10 nach oben geschwenkt ist, wird in das nicht dargestellte Formwerkzeug zunächst eine vorgewärmte Kunststof­ folie eingelegt und durch Anlegen eines Vakuums genau in der Formkontur plaziert. Durch Einfahren der Kolbenstange 12 des Hydraulikzylinders 13 wird das Trägerunterteil 3 in seine Hori­ zontalstellung gebracht, wodurch auch das Trägeroberteil 4 in Schließstellung gelangt. Bei Erreichen der Parallelstellung von Trägerunterteil 3 und Trägeroberteil 4 werden die Verriege­ lungseinheiten 17 betätigt, indem der Verriegelungsbolzen 18 in die Bolzenaufnahme 19 einrastet und verspannt wird. In dieser Stellung weisen die beiden Formhälften noch einen geringen Ab­ stand zueinander auf. Durch Druckbeaufschlagung der Balg-Zylin­ der 7 wird die untere Formhälfte entsprechend der gewünschten Schließkraft gegen die obere Formhälfte gepresst. Die Verriege­ lungseinrichtungen 17 verhindern dabei, daß beim jetzt erfol­ genden Einspritzen der Kunststoff-Schaummasse sich die Form­ hälften infolge des Innendrucks auseinanderbewegen. Das Ein­ spritzen der Schaummasse erfolgt über ein Einspritzaggregat, welches am Trägeroberteil 4 zwischen zwei Querträgern 22 an­ setzt.

Nach dem Schäumvorgang und einer entsprechenden Aushärtzeit wird die Kolbenstange 13 des Hydraulikzylinders 12 wieder aus­ gefahren, wodurch das Trägerunterteil in seine Kippstellung ge­ langt und das Trägeroberteil 4 nach oben weggeschwenkt wird. Der Öffnungswinkel beträgt dann in etwa 60°, so daß die Bedien­ person bequem zwischen die Formhälften gelangen, das gespritzte Teil nehmen und die Formhälften von überschüssigem Kunststoff reinigen kann. Daraufhin kann ein neuer Zyklus beginnen.

Claims (10)

1. Formträger für die Kunststoffverarbeitung, insbesondere für das Reaktionsschäumverfahren, zur Aufnahme einer mehr­ teiligen Spritzgießform, wobei der Formträger aus einem in Schließstellung horizontal angeordneten Trägerunterteil und einem an einer Seite des Trägerunterteils angelenkten, relativ zu diesem verschwenkbaren Trägeroberteil besteht, mit einem die Verschwenkbewegung bewirkenden Antriebsag­ gregat und einer auf dem Trägerunterteil angeordneten An­ druckeinheit für eines der Formteile zum Aufbau der für den Schäumvorgang erforderlichen Schließkraft sowie einer Verriegelungseinrichtung für Trägerober- und -unterteil in Schließstellung, wobei mittels des Antriebsaggregats das Trägerunterteil zum Öffnen des Formträgers um eine Achse aus der Horizontalen kippbar gelagert ist, derart, daß bei der Öffnung des Formträgers die den Anlenkungspunkten zugeordnete Kante des Trägerunterteils einen größeren Abstand vom Maschinenfuß aufweist als die entgegengesetzte Kante dadurch gekennzeichnet, daß die Kippbewegung des Trägerunterteils (3) über ein einziges Getriebe (12, 13, 15) mit der Verschwenkbewegung des Trägeroberteils (4) gekoppelt ist und die Andruckeinheit aus mindestens einem Balg-Zylinder (7) besteht, der auf dem Trägerunterteil (3) befestigt ist und eine Platte (8) abstützt, auf die das Formwerkzeugteil montiert ist.

2. Formträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe (12, 13, 15) ein Lenkergetriebe ist, bei dem ein Lenker (12, 13) am Trägerunterteil (3) angreift und durch das Antriebsaggregat (12, 13) längenveränderlich aus­ gebildet ist und zumindest ein weiterer Lenker als an dem Trägeroberteil (4) angreifende Zugstange (15) ausgebildet ist.

3. Formträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe ein Zahnradgetriebe ist.

4. Formträger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsaggregat (12, 13) eine am Trägerunterteil angreifende Druckmittel-Zylinder-Kolben-Einheit ist.

5. Formträger nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinder-Kolben-Einheit (12, 13) hydraulisch beauf­ schlagbar ist.

6. Formträger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsaggregat eine motorisch betriebene Spindel ist, die mit einer am Trägerunterteil (3) angeordneten Spindelmutter zusammenwirkt.

7. Formträger nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest das Trägeroberteil (4) durch einen Rahmen gebildet ist, in dem abstandsvariable Querträger (22) angeordnet sind.

8. Formträger nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß Trägerober- und -unterteil (4, 3) mittels eines Schar­ niers (10) miteinander verbunden sind, wobei die Schar­ nierteile an aufeinander zuweisenden, im rechten Winkel vom jeweiligen Teil (3, 4) abstehenden Vorsprüngen (9, 9') angeordnet sind.

9. Formträger nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungseinrichtung (17) aus mindestens einem am Trägerunterteil (3) angeordneten Riegelbolzen (18) und einem mit dem Riegelbolzen (18) zusammenwirkenden Aufnah­ meelement (19), das am Trägeroberteil (4) angeordnet ist, besteht.

10. Formträger nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zum Verriegeln der Riegelbolzen (18) in das Aufnahmee­ lement (19) einrastbar und die Verriegelung durch pneuma­ tische Betätigung lösbar ausgebildet ist.