DE19917472C1 - Antriebseinrichtung für einen Streckhelfer zum mechanischen Verformen einer erwärmten Kunststoffolie oder -platte - Google Patents

Abstract

Eine Antriebseinrichtung für einen Streckhelfer zum mechanischen Verformen einer erwärmten Kunststoffolie oder -platte wird so ausgebildet, daß sie einfach ist, kompakt baut und keine Gleichlaufeinrichtung benötigt. Dabei sollte ein gleichmäßiger Bewegungsablauf über eine gekapselte Einrichtung erfolgen ohne Verschmutzungsgefahr. Dies wird erreicht durch zwei mit der Trägerplatte der Streckhelfer verbundene Stangen, in deren Verzahnung je ein Zahnrad kämmt, wobei die beiden Zahnräder auch ineinander kämmen, und eines der Zahnräder mit einem Antrieb in Verbindung steht.

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebseinrichtung für einen Streckhelfer zum mechanischen Verformen einer erwärmten Kunststoffolie oder -platte nach der Gattung des Hauptanspruches.

Aus der DE 33 46 628 C2 ist ein pneumatischer Antrieb der Streckhelfer bekannt. Nachteilig hierbei sind die geringen aufzubringenden Kräfte und der ungleichmäßige Bewegungsablauf, der zu Schreckmarken und ungleichmäßiger Verformung führt. Hydraulische Antriebe bringen diesbezüglich eine Verbesserung, bedingen aber hohe Kosten für die Hydraulik, die für eine hohe Taktzahl der Thermoformmaschine ausgelegt sein muß. Hygienische Gründe und ein hoher Lärmpegel sind weitere negative Folgen dieser Antriebsart.

Durch Vorbenutzung des Anmelders sind mechanische Antriebe der Streckhelfer über einen Servomotor bekannt. Der Servomotor treibt mit einer Kugelrollspindel einen oberhalb der Streckhelfer angeordneten Schlitten mit eingebauter Mutter, an dem die Trägerplatte für alle Streckhelfer befestigt ist. Nachteilig bei diesem Antrieb ist eine große Bauhöhe und sein problematisches Verschleißverhalten, da die gesamte Streckhelferkraft von den Bauteilen Kugelrollspindel/Mutter übertragen werden muß, und das bei Taktzahlen bis 40 Takte pro Minute und damit bei hohen Fahrgeschwindigkeiten. Dies erfordert den Einsatz von Antrieben mit hoher Leistung, die recht teuer sind.

Bei Vorrichtungen zur Verarbeitung von Folienbreiten über 500 mm und für die Herstellung von becherartigen Produkten ist es sinnvoll, unabhängig von einer der genannten Antriebsarten, zur Vermeidung einer Verkantung der geführten Streckhelfer - Trägerplatte eine Gleichlaufeinrichtung vorzusehen. Diese verteuert die Antriebseinrichtung für die Streckhelfer wesentlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Antriebseinrichtung für die Streckhelfer so auszubilden, daß sie sehr einfach im Aufbau ist und kompakt baut. Eine separate Gleichlaufeinrichtung sollte nicht erforderlich sein. Es sollte ein günstiger Kraftverlauf ohne verschleißanfällige Bauteile gegeben sein. Der Bewegungsablauf der Streckhelfer sollte mit einem festgelegten Bewegungsablauf erfolgen können, der beim Auftreffen der Streckhelfer auf die Folienbahn nicht abgebremst wird. Die Antriebseinrichtung sollte sich so kapseln lassen, daß keine Verschmutzungsgefahr der Folienbahn bzw. der Behälter durch geschmierte Bauteile gegeben ist. Der einfache Einbau einer Überlastsicherung in Form einer mechanischen Sicherheitskupplung sollte möglich sein.

Zur Lösung der Aufgabe werden die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruches vorgeschlagen. Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachfolgend anhand der schematischen Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 eine von der Rolle arbeitende Thermoformmaschine mit einer Antriebseinrichtung für Streckhelfer,

Fig. 2 einen Querschnitt durch die Antriebseinrichtung,

Fig. 3 eine Draufsicht auf die Antriebseinrichtung,

Fig. 4 eine Variante der Antriebseinrichtung.

Die erfindungsgemäße Antriebseinrichtung wird eingesetzt bei einem Rollenautomaten oder bei einer Plattenformmaschine und ist beispielhaft anhand des Einbaues in einen Rollenautomaten mit kombiniert formendem und stanzendem Werkzeug beschrieben. In einem Gestell 1 sind die wesentlichen Teile des Rollenautomaten untergebracht, eine Rollenaufnahme 2 steht eingangsseitig und entfällt, wenn die zu verformende Folienbahn 3 direkt von einem Extruder zugeführt wird. Auch die Heizeinrichtung 4 ist bei Extruderverkettung eventuell nicht erforderlich. Eine intermittierend betriebene Transporteinrichtung 5 führt die Folienbahn 3 zu einer Formstation 6, in der mittels Druckluft oder Vakuum Behälter 9 geformt werden. Nach dem Absenken und ggf. Schwenken des Formtisches 7, der das Unterteil 11 des Formwerkzeuges trägt, werden die Behälter 9 in Stapelrinnen 8 ausgestoßen.

Das Oberteil 10 des Formwerkzeuges sitzt an einem Obertisch 12, an dem auch die Antriebseinrichtung 13 für mechanisch wirkende Streckhelfer 14 sitzt und die näher in den Fig. 2 und 3 dargestellt ist.

Die Antriebseinrichtung 13 besteht aus zwei Stangen 15 mit einem Bereich 16, der eine Verzahnung aufweist, wobei in dieser Verzahnung je ein Zahnrad 17, 18 kämmt. Beide Zahnräder 17, 18 kämmen zudem ineinander und ein Zahnrad 18 steht mit einem Antrieb 19 in Wirkverbindung. Aus baulichen Gründen kann die Antriebsachse des Antriebes 19 horizontal wie dargestellt liegen und über ein Winkelgetriebe 20 erfolgt der Antrieb der Welle 21, auf der das Zahnrad 18 sitzt. Die beiden Stangen 15 sitzen im Gehäuse 26 mit Führungen 27 zu deren Längsführung. Die Wellen 21, 28 der Zahnräder 17, 18 sind im Gehäuse 26 gelagert. Beide Stangen 15 sind mit einem Steg 22 verbunden, an dem die Trägerplatte 23 befestigt ist. Diese Trägerplatte 23 ist Teil des Formwerkzeuges, an ihr sind die Stangen 25 befestigt, die die Streckhelfer 14 tragen.

In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, die Oberseiten der Stangen 15 mit je einem Kolben 29 zu versehen, der in je einem Rohr 30 dichtend geführt ist, das mit einem Deckel 31 mit Luftanschluß 32 verschlossen ist. Der so gebildete Raum 33 steht mit einer Druckluftquelle 34 in Verbindung, wobei vorzugsweise ein Kessel 35 eingebaut ist. Man kann auf diese Weise die Streckhelfer 14 während der Abwärtsbewegung, bei der eine hohe Vorstreckkraft für die mechanische Verformung der Folienbahn 3 benötigt wird, zusätzlich zu der vom Antrieb 19 erzeugten Schubkraft mit der pneumatisch erzeugten Kraft beaufschlagen, während der Aufwärtsbewegung wird keine Kraft vom Streckhelfer gefordert. Hier kann der Antrieb 19 die von ihm erzeugbare Kraft zum Zurückschieben der Druckluft im Raum 33 in den Kessel 35 verwenden. Auf diese Weise kann der Antrieb 19 kleiner dimensioniert werden als wenn dieser für die gesamte Streckhelferkraft ausgelegt werden muß. Zudem erhöht sich die Dynamik der Streckhelferbewegung bei der Abwärtsfahrt, was für das Verfahren des Vorstreckens sehr wichtig ist.

Prinzipiell ist es möglich, den Raum 33 während der Aufwärtsbewegung auch zu entlüften über ein in Fig. 2 strichpunktiert dargestelltes Ventil 36. Damit sinkt zwar der Energierbedarf des Antriebes 19 während der Aufwärtsbewegung, gleichzeitig steigt aber der Bedarf an Druckluft.

In Fig. 2 ist dargestellt, wie zwei Zahnräder 17, 18 die Distanz zwischen den beiden Stangen 15 überbrücken. Sollte dieser Abstand bauartbedingt groß werden, kann dieser Abstand wie in Fig. 4 dargestellt auch durch 4 Zahnräder 17, 18, 37, 38 bei gleicher Wirkungsweise überbrückt werden.

Beide Bauarten haben den Vorteil, daß die Zahnräder 17, 18, 37, 38 nur ein Drehmoment übertragen müssen und keinen axialen und keinen radialen Kräften ausgesetzt sind. Die horizontalen Kräfte auf die Stangen 15 heben sich auf. Durch Einsatz eines Servomotors als Antrieb 19 ist jeder gewünschte Bewegungsablauf der Streckhelfer 14 vorgebbar entsprechend den als optimal für bestimmte Verformungsverhältnisse ermittelten Werten.

Die Bauweise der Antriebseinrichtung 13 ermöglicht den einfachen Einbau einer Überlastsicherung 24 in die Kraftübertragung zwischen Winkelgetriebe 20 und Zahnrad 18, so daß bei Überlast keine Beschädigung von Bauteilen eintritt. Dieser Überlastfall kann z. B. auftreten, wenn die Streckhelfer 14 ungewollt auf eine kalte Folienbahn 3 treffen, die keine Verstreckung zuläßt.

Claims (8)

1. Antriebseinrichtung für einen Streckhelfer zum mechanischen Verformen einer Kunststoffolie oder -platte vor oder während ihres Verformens zu einem Behälter mittels Druckluft oder Vakuum, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

• a) zwei mit der Trägerplatte (23) für die Streckhelfer (14) verbundene, geführte Stangen (15), die in einem Teilbereich (16) eine Verzahnung aufweisen,
• b) in jeder Verzahnung kämmt ein Zahnrad (17, 18),
• c) beide Zahnräder (17, 18) kämmen direkt oder über zwischengeschaltete Zahnräder (37, 38) ineinander,
• d) eines der Zahnräder (17, 18) steht mit einem Antrieb (19) in Wirkverbindung.

2. Antriebseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Antrieb (19) ein Servomotor eingesetzt ist.

3. Antriebseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (19) direkt mit der Welle (21) des Zahnrades (17) gekuppelt ist.

4. Antriebseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (19) über eine Überlastsicherung (24) mit der Welle (21) des Zahnrades (17) gekuppelt ist.

5. Antriebseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberseite der Stangen (15) mit einem Kolben (29) verbunden ist, der in einem Rohr (30) sitzt, das von der Rückseite des Kolbens (29) her mit Druckluft beaufschlagbar ist.

6. Antriebseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückseite des Kolbens (29) mit einem Kessel (35) in Verbindung steht.

7. Antriebseinrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck in den Rohren (30) veränderbar ist.

8. Antriebseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck in den Rohren (30) während der Abwärtsbewegung erhöht, während der Aufwärtsbewegung abgesenkt wird.