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Die
Erfindung betrifft eine Thermoformmaschine mit einer speicherprogrammierbaren
Steuerung zum Formen und Stanzen von tiefgezogenen, beliebigen becher- oder deckelartigen
Artikeln aus thermoplastischem, über
einen intermittierenden Folientransport zugeführtem Kunststoff oder dergleichen,
umfassend ein mit mehreren über-
bzw. nebeneinanderliegenden Artikelreihen ausgebildetes Mehrfach-Form- und Stanzwerkzeug,
bestehend aus einem Oberwerkzeug und einem zum Abstapeln der Fertigartikel
ausschwenkbaren Unterwerkzeug, dem in einer nachgeschalteten automatischen
Stapel- und Zählvorrichtung
eine die nach dem Schwenken des Maschinentisches bzw. des Unterwerkzeugs
aus der Maschine ausgestoßenen
Artikel in komplementären Ausnehmungen
zu den Artikelrückhalteelemente
aufweisenden Stapelstäben
aufgenommenen Artikelstangen zusammenführende, verfahrbare Fangplatte zugeordnet
ist, aus der beim Erreichen der vorgewählten Stückzahl die Artikelstangen in
einer maschinenentfernten Übergabeposition
auf eine Artikelstangen-Aufnahmeplatte bzw. einen Stapelkorb übergeleitet
und von dort entnommen werden.
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Ein
solche Thermoformmaschine ist durch
DE 298 02 318 U1 bekanntgeworden. Als Artikelrückhalteelement
sind auf den Stapelstäben
geschlitzte Rohrhülsen
angeordnet, deren jeweils zwischen den Schlitzen liegenden Hülsenabschnitte
Ausheberlamellen zur Verfügung
stellen. Wenn beim Abstapeln ein Fertigartikel mit seinem Kragen
bzw. Kopfrand zur Anlage an die Ausheberlamellen gelangt, weichen diese
elastisch aus, d. h. sie werden radial zusammengedrückt. Anschließend stellen
sich die Ausweichlamellen selbständig
in ihre Ausgangslage zurück,
in der sie den Kragen bzw. Rand untergreifen, dies allerdings nur
mit einer begrenzten Auflagefläche.
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Aus
der
DE 36 24 683 A1 ist
es für
einen entweder vollwandigen oder aus vier Stangen bestehenden Stapelkanal
bekannt, federbeaufschlagte Rückhaltevorrichtungen
in Form von Backen mit mindestens einer Haltenut vorzusehen. Ein
Fertigartikel wird hier von den an seinen Kopfrand angreifenden
Haltenuten erfaßt.
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Bei
einer aus der
DE 33
43 628 C2 bekannten Thermoformmaschine werden zwischen
den relativ aufeinanderzu- bzw. voneinanderwegbewegten Werkzeugen
Kunststoffartikel wie Margarineschalen, Trinkbecher, Behälterdeckel,
Trays usw. aus thermoplastischen Kunststoff-Folien und Verbundfolien
hergestellt. Hierbei werden in der geschlossenen Stellung von Ober-
und Unterwerkzeug die Artikel geformt, dann gestanzt und bei geöffneter
Stellung aus dem Werkzeug heraus in eine nachgeschaltete Stapel-
und Zähleinrichtung
transportiert. Das Oberteil bzw. -werkzeug der Thermoformmaschine
ist an einer starren Querbrücke
montiert, während
das Unterteil bzw. -werkzeug auf einem höhenbeweglichen und schwenkbaren
Formtisch befestigt ist. Zur Schwenkbarkeit des Formtisches besitzt
dieser Lagerzapfen, deren Lager in je einem vertikal geführten Führungsstück angeordnet
sind. Zum Antrieb dienen Kniehebel, die mit Kurvenrollen an den
auf einer Hauptwelle befestigten Kurvenscheiben anliegen.
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Damit
die Artikel beim Abstapeln nicht gegen Störkanten geraten, wie beispielsweise
im Bereich des Folientransportes, ist für das ausschwenkbare Unterwerkzeug
ein großer
Schwenkwinkel von etwa 45 bis 90°,
typischerweise von 80°,
erforderlich. Die in der ausgeschwenkten Werkzeug-Endlage aus der Maschine
ausgestoßenen
Fertigartikel werden von einer dem gekippten Werkzeug entgegenfahrenden bzw.
dem Werkzeug zugestellten Fangplatte aufgenommen, um ein reproduzierendes
Einstapeln zu ermöglichen.
Das Verfahren der Fangplatte, abwechselnd auf die Maschine zu und
von dieser weg, ist erforderlich, um aus dem Störradius bzw. -bereich im Schwenkweg
des kippenden Werkzeuges zu gelangen. Dieser Zustell- bzw. Verfahrweg
beträgt
bei den bekannten Thermoformmaschinen ca. 80 bis 150 mm. Wenn dieses
Verfahren als Folgesteuerung von Ma schinen-Kipptisch und Fangplatte
ausgelegt ist, ergeben sich erhöhte
Totzeiten für
den Maschinenzyklus. Ein zur Verringerung der Totzeiten alternatives schnelles
Zurückfahren
mit hoher Beschleunigung und Verzögerung und damit entsprechend
hoher Verfahrdynamik setzt aufwendige Haltekonstruktionen für die in
der beschleunigten bzw. verzögerten
Fangplatte den Massenkräften
ausgesetzten Artikel voraus. Dabei tritt allerdings durch die Haltekonstruktion,
wie im Bereich der Artikelstangen der Fangplatte angeordnete lange
Haltebürsten,
ein nachteiliger Verformungseinfluß auf die Fertigartikel beim
Einstapeln, Auskämmen
und Abschieben der Fertigartikel auf. Um die Massenkräfte möglichst
gering zu halten, wird der Verfahrweg bei den bekannte Thermoformmaschinen
daher so klein wie möglich
gehalten, was aber eine jeweils produktspezifische Einstellung der Betriebsweise
der Maschine erfordert.
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Eine
aus der DE-Zeitschrift "Kunststoffe
88, (1998) 2, Seiten 158 bis 161" bekannte
Thermoformmaschine der eingangs genannten Art sieht vor, daß die dort
geformten Becher von einer Saugerplatte übernommen und in Zentrierpaletten
gestapelt werden. Zuvor ist das Unterwerkzeug nach dem Formvorgang
um 80° zur
Foliendurchlaufrichtung, d. h. in die ideale Übergabeposition der Becher
in die Stapeleinrichtung gekippt worden. Das Ansaugen der Artikel
macht allerdings den Auswerfer komplizierter und die Einheit bedingt
durch die benötigte
Vakuumanlage aufwendiger.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Thermoformmaschine
so zu gestalten, daß ohne
erhöhte
Totzeiten im Maschinenzyklus auf einfache Weise eine prozeßsichere,
artikelschonende Handhabung der Fertigartikel beim Ausstoßen in die
Fangplatte möglich
ist.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
daß sich
der Fangplatte, hinter ihren die Fertigartikel aufnehmenden Ausnehmungen,
für jede Artikelstangen
zwei parallele, voneinander beabstandete Stapelstäbe ausschließen, die
im Bereich des Kopfendes eines aus der Maschine ausgestoßenen Fertigartikels
mit federbelasteten, leichtgängig
umschlagenden Stapelscharnieren versehen sind, die sich nach dem
Passieren des Fertigartikels in ihre Ausgangslage zurückstellen
und den Kopfrand des Fertigartikels untergreifen. Das Stapelstabpaar
aus vorzugsweise Rundstäben
stützt
den Artikel bzw. die Artikelstange entlang der beiden Anlageflächen im wesentlichen
linienförmig
ab. Sobald ein Fertigartikel zur Abstapelung durch den Werkzeug-Auswerfer
und die der Artikelreihe zugehörige
Ausnehmung der Fangplatte geschoben wird und auf die Stapelscharniere
auftrifft, klappen die federbelasteten, leichtgängigen Stapelscharniere um,
so daß der
Fertigartikel ungehindert auf die sich anschließenden Stapelstäbe gelangt.
Wenn der größte Durchmesser
des Fertigartikels die gegenüberliegend
angeordneten Stapelscharniere passiert hat, stellen sich diese unter
der Federkraft selbständig
soweit wie möglich – bis letztendlich
gegebenenfalls in ihre Ausgangslage – zurück. Der Fertigartikel wird
durch die Stapelscharniere formschlüssig und somit reproduzierbar
zur späteren Übergabe
an den Stapelkorb fixiert. Die über
die Scharniere auf den Artikel ausgeübten Reibkräfte tragen ohne einen nachteiligen
Einfluß auf
die Artikel zur Verhinderung des Auseinanderziehens einer Artikelstange
bei.
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Nach
einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind auf den Stapelstäben zwischen
dem Kopf- und Bodenende eines aus der Maschine in die Fangplatte
ausgestoßenen
Fertigartikels federbelastete Stützscharniere
angeordnet. Diese beim Ausstoßen
eines Fertigartikels ebenfalls leichtgängig ausweichenden und sich
dann selbständig
in ihre Ausgangslage zurückstellenden
Stützscharniere
verhindern auf einfache Weise ein Abkippen des Artikelbodens bzw.
des nacheilenden Artikelkorpus, indem sie sich an den Außenmantel
beispielsweise des Korpus eines Bechers anlegen und diesen stützen. Bei
den bekannten Ausführungen
sind zu diesem Zweck stramm an- bzw. zugestellte Bürsten vorgesehen,
die allerdings zu Beschädigungen
des Fertigartikels führen
können.
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Ein
weiterer Vorschlag der Erfindung sieht an den Stapelstäben im fangplattenseitigen
Nahbereich vorgesehene Bremsbürsten
vor. Die die Stapelscharniere gegebenenfalls ergänzenden und diesen dann unmittelbar
nachgeschalteten, kürzer
als ein Fertigartikel ausgebildeten Bremsbürsten verzögern die Artikeldynamik kraftschlüssig und
tragen dazu bei, einem Auseinanderziehen der Artikelstange entgegenzuwirken.
Die Zustellung und somit die auf den Artikel wirkende Bürstenkraft
braucht dabei nur gering zu sein und ist jedenfalls nicht so groß, daß Beschädigungen
am Fertigartikel auftreten. Außerdem
sind die Bürsten
so klein, daß nur
der aktuell eingestapelte Fertigartikel verzögert wird.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und
der nachfolgenden Beschreibung, in der ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes
der Erfindung näher
erläutert
ist. Es zeigen:
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1 in der Seitenansicht eine
Thermoformmaschine mit nachgeschalteter Stapel- und Zählvorrichtung
für in
diesem Ausführungsbeispiel
abzustapelnde Becher, schematisch dargestellt; und
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2 als Einzelheit in der
Draufsicht einen Teil-Querschnitt durch eine Fangplatte im Bereich
einer Ausnehmung mit sich dieser nach hinten hin anschließenden Stapelstäben.
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Einer
Thermoformmaschine 1 wird gemäß 1 von einer Seite her ein Kunststoff-Folienband 2 einlaufseitig
zugeführt
und auslaufseitig gemäß Pfeil
auf einer nicht dargestellten Wickelrolle wieder aufgewickelt. Der
Thermoformmaschine 1 ist eine auf Rädern 3 verfahrbare,
automatische Stapel- und Zählvorrichtung 4 sowie
dieser ein Transportband 5 nachgeschaltet. Die Stapel-
und Zählvorrichtung 4 umfaßt eine
verfahrbare Fangplatte 7, die entsprechend der Anzahl der
in dem Unterwerkzeug 8 der Thermoformmaschine 1 in über- und
nebeneinanderliegenden Reihen vorgesehenen Formnester eine entsprechende
Zahl von Ausnehmun gen 9 aufweist, in die die Fertigartikel 10 von – nicht
dargestellten – Ausstoßern der
Thermoformmaschine 1 eingebracht und dort zu Artikelstangen 11 mit
einer durch die speicherprogrammierbare Steuerung (nicht gezeigt) der
Thermoformmaschine 1 vorgegebenen Anzahl von Fertigartikeln 10 ineinandergestapelt
werden. Die Stapel- und Zählvorrichtung 4 weist
weiterhin einen Stapelkorb 12 auf, der die Artikelstangen 11 von der
Fangplatte 7 übernimmt
und aus dem die Artikelstangen 11 auf das Transportband 5 abgegeben
werden, beispielsweise um einem weiteren Bearbeitungsvorgang wie
einer Bedruckmaschine oder einem Bördelaggregat zugeführt zu werden.
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Der
Stapelkorb 12 ist zur Abnahme der Artikelstangen 11 in
Richtung auf die Fangplatte 7 bis zu einer Übergangsposition 13 verfahrbar
und nach der Abnahme der Artikelstangen 11 in eine von
der Fangplatte 7 entfernte Entladestation 14 verfahrbar.
Der Stapelkorb 12 kann aus dieser Position heraus taktweise
abgesenkt werden, und zwar zunächst
mit einem großen
Senkhub 15 so weit, bis die untere Reihe der Artikelstangen 11 in
Flucht mit einer in dem Traggestell 16 der Stapel- und
Zählvorrichtung 4 angeordneten
Abschiebereinheit 17 liegt, und danach jeweils mit einem
dem Höhenmaß 18 der übereinanderliegenden
Reihen von Artikelstangen 11 entsprechenen Hub. Die Abschiebereinheit 17,
die für
jede Artikelstange 11 einen Abschieberstab 19 besitzt
und in Richtung des Doppelpfeiles 20 hin und her bewegbar ist,
schiebt die in Teilhüben
sukzessive abgesenkten Artikelstangen auf das Transportband 5 über. Nach jedem
Abschiebevorgang wird das Transportband so weit verfahren, daß die Artikelstangen
der nächstfolgenden
Artikelreihe des Stapelkorbes 12 abgeschoben werden können. Das
Absenken des Stapelkorbes 12 wird von zwei Endlagenschaltern 21 bzw. 22 überwacht.
Sobald der letzte Abschiebevorgang beendet ist, wird der entleerte
Stapelkorb 12 aus seiner untersten Endstellung 23 gemäß Pfeil 24 in
die obere Endlage angehoben und anschließend in die Ausgangsposition 25 verfahren,
aus der heraus er dann zur Abnahme von während der Zeit des Abschiebens der
Artikelstange in die Fangplatte 7 eingestapelten neuen
Fertigartikel 10 in die Übergabeposition 13 verstellt
wird. Die Fangplatte 7 nimmt nämlich ununterbrochen neue Fertigartikel
(Becher) 10 auf.
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Sobald
die Artikel 10 fertiggestellt sind, wird das Unterwerkzeug 8 in
Pfeilrichtung 27 in die in 1 unten
gezeigte Auswurfstellung verschwenkt. Das Unterwerkzeug 8 bestreicht
beim Kippen bzw. Ausschwenken einen schematisch als Störradius 28 in 1 eingezeichneten Bereich,
der während
der Schwenkbewegung des Unterwerkzeuges 8 von der Fangplatte 7 frei
bleiben muß.
Die Fangplatte 7 wird daher synchron mit dem Schwenken
des Unterwerkzeuges 8 von diesem weggefahren bzw. dem gekippten
Werkzeug zugestellt. Dies wird mit einer stets gleichen, einem Auseinanderziehen
der in die Fangplatte schon ineinandergestapelten Fertigartikel 10 entgegenwirkenden
Verfahrdynamik erreicht, indem der Verfahrweg 29 der Fangplatte 7 über den
für den Störradius 28 des
Schwenkweges des Unterwerkzeugs 8 eigentlich benötigten Verfahrweg 30 hinaus verlängert ist
und noch durch eine zweite, zusätzliche,
harmonisch, mit geringer Beschleuigung bzw. Verzögerung zu durchfahrende Wegstrecke 31 ergänzt wird.
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Wie
näher der 2 zu entnehmen ist, die eine
der Ausnehmungen 9 der Fangplatte 7 zeigt, schließen sich
der Ausnehmung 9 in Einstapelrichtung der ausgestoßenen Fertigartikel 10 zwei
im Abstand zueinander verlaufende, die Fertigartikel 10 bzw.
die Artikelstange 11 tragende Stapelstäbe 32 an. Auf den
Stapelstäben 32 sind
im Bereich des Kopfrandes 10a des einzustapelnden, im Ausführungsbeispiel
becherförmigen
Fertigartikels 10 (z. B. auch ein Deckel oder eine Schale)
federbelastete Stapelscharniere 33 angeordnet, die den
eingeschobenen Fertigartikel 10 den Kopfrand 10a hintergreifend
formschlüssig
fixieren. Den Stapelscharnieren sind in Einstapelrichtung kurze,
gering an den Fertigartikel 10 an- bzw. zugestellte Bremsbürsten 34 unmittelbar
nachgeordnet, die auf die Artikeldynamik kraftschlüssig, verzögernd einwirken.
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Vor
allem beim Ausstoßen
und Abstapeln langer Fertigartikel 10, wie den dargestellten
Bechern, sind auf den Stapelstäben 32 weiterhin
federbelastete Stützscharniere 35 vorgesehen,
und zwar im Bereich zwischen dem Kopfende bzw. -rand 10a und
dem Bodenende 10b des Fertigartikels 10. Diese klappen
beim Einstoßen
eines Fertigartikels 10 um (vgl. die Klapplage im unteren
Teil der 2) und stellen
sich anschließend
unter der Federkraft selbsttägig
zurück
in ihre Ausgangslage, in der sie sich stützend an den Artikelkorpus
anlegen und dessen Abkippen um seine Längsachse verhindern.