DE20213687U1

DE20213687U1 - Formteilautomat mit schwenkbarer Formhälfte

Info

Publication number: DE20213687U1
Application number: DE20213687U
Authority: DE
Original assignee: ERLENBACH GmbH
Current assignee: ERLENBACH GmbH
Priority date: 2002-09-05
Filing date: 2002-09-05
Publication date: 2003-01-02
Anticipated expiration: 2012-09-06

Description

ERLENBACH GmbH
ImRödchenl-2

56355 Läutert

Läutert, den 05.09.2002

Formteilautomat mit schwenkbarer Formhälfte

Die Neuerung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen von Formteilen aus aufgeschäumtem thermoplastischem Kunststoff, bei dem Kunststoffpartikel unter Anwendung eines Luftstromes in einen Formenhohlraum eingetragen werden, dort unter Wärmeeinwirkung miteinander verschmelzen, danach in einer Kühlphase gekühlt und stabilisiert und dann dem Formenhohlraum entnommen werden.

Vorrichtungen dieser Art sind in ihren Grundzügen bekannt. Der benötigte Formenhohlraum wird in aller Regel durch zwei Formhälften gebildet, wovon die eine meist als Haubenseite ausgebildet und in der Maschinenkonstruktion feststehend angeordnet ist, während die andere Hälfte (Kernseite) zum Öffnen und Schliessen der Form beweglich ist. Neben Vertikalmaschinen, Rundlaufautomaten und sonstigen Spezialmaschinen werden heute in erster Linie Horizontalmaschinen verwendet, bei denen die Formhälfte der Kernseite horizontal gegen die der Haubenseite verfahren wird, um die Form zu öffnen oder zu schliessen.

Die Neuerung bezieht sich auf einen horizontal arbeitenden Formteilautomaten nach Anspruch 1. Als Formteilautomaten bezeichnet man eine Maschine, bei der die notwendigen Prozessschritte zum Herstellen von Formteilen (Füllen / Erwärmen / Kühlen / Entnehmen)

automatisch ablaufen.Wird bei einem solchen Automaten die notwendige Erwärmung des Kunstoffgranulats durch eine Beaufschlagung mit Dampf vorgenommen, so setzt sich die beim Öffnen der Formhälften zu bewegende Masse aus dem eigentlichen Formwerkzeug (Negativprofil des Formteils), etwa vorhandenen Vorbaukammern und einer Dampfkammer zusammen, über die der notwendige Prozessdampf in den Formenhohlraum eingeleitet wird. Insbesondere bei grossformatigen Formteilen oder Mehrfachformen sind demnach grössere Massen über den Öffnungsweg zu bewegen und beim Schliessen der Formhälften mit einer Kraft zu verriegeln, die dem aufzubringenden Dampfdruck und dem Blähdruck des eingeschlossenen Materials standhält.

Die Entnahme der fertig geschäumten und stabilisierten Formteile nach Öffnen der Form geschieht in aller Regel ebenfalls automatisch durch entsprechende Ausstosser. Grössere oder kompliziert gestaltete Formteile bedingen häufig eine manuelle Entnahme, wobei eine bedienungsfreundliche Automatenausführung oft an Sicherheitsgrenzen stösst, da das Bedienungspersonal zwischen die beiden beweglichen Formhälften greifen oder gänzlich im Zwischenraum tätig werden muss. Auf diese Problematik hat bereits die DE 2 341 178 hingewiesen, in dem sie vorschlug, die beiden Formhälften mit Hilfe von zusätzlichen FIuidzylindern einzeln derart um eine horizontale Achse schwenkbar anzuordnen, dass ein freier Zugang zu den beiden Formhälften möglich ist.

Die Vorrichtung nach der Erfindung verbessert das Erreichen dieser Zielsetzung in entscheidender Weise dadurch, dass sie mit nur einem speziellen Antrieb sowohl die erforderliche Linearbewegung zum Öffnen und Schliessen der beiden Formhälften ausführt und darüber hinaus erforderlichenfalls auch eine Schwenkbewegung der bewegten Formhälfte zur freien Zugänglichkeit erlaubt. Dabei werden sowohl die Steuerungs- als auch

die Handhabungssicherheit gegenüber der Lösung nach DE 2 341 178 allein dadurch wesentlich erhöht, dass die erfindungsgemässe Ausführung nur eine bewegte Fonnhälfte vorsieht, während die zweite Formhälfte im Maschinenrahmen fixiert bleibt.

Während früher das Hauptaugenmerk auf eine möglichst sichere und bequeme Entnahme der Formteile nach dem Schäumen gerichtet war, ist in neuerer Zeit ein weiterer Aspekt hinzugetreten. Dies dadurch, dass vermehrt Einlegeteile mit den eigentlichen Formteilen aus Partikelschaum verbunden werden müssen. Dies erfordert ein Umschäumen dieser Einlegeteile, die vor dem Befüllen der Form mit dem schäumbaren Kunststoffgranulat manuell in die Formhälften eingelegt und dort unter Beachtung der erforderlichen Sicherheitsvorschriften für das Bedienpersonal genau positioniert werden müssen, um eine Beschädigung der Form beim Schliessen zu verhindern.

Zur Lösung dieses Problems verwendet der Formteilautomat gemäss der Neuerung einen einzigen Antrieb für die erforderliche Linearbewegung zum Öffnen und Schliessen der Formhälften und für eine Schwenkbewegung zur freien Zugänglichkeit zur bewegten Formhälfte. Wird die Schwenkbewegung nicht benötigt, indem beispielsweise keine Einlegeteile positioniert werden müssen oder die Entnahme der fertig geschäumten Formteile automatisch über pneumatisch oder hydraulisch betätigte Ausstosser erfolgt, dann kann die Bewegung ohne weitere mechanische Umrüstung lediglich durch eine entsprechend geänderte Sollwertvorgabe in der Steuerung auf den Linearbereich beschränkt werden.

Der für die Bewegung der Formhälfte verwendete Antrieb besteht aus einem frequenzgesteuerten Elektromotor in Verbindung mit einem Ritzel und einer Zahnstange. Damit kann die Fahrgeschwindigkeit optimal angepasst werden, d.h. es ist möglich, eine hohe Geschwindig-

keit im Linearbereich mit einer niedrigeren Geschwindigkeit im Schwenkbereich zu kombinieren. Da die Formhälften im geschlossenen Zustand gegen den auftretenden Dampfdruck verriegelt werden müssen und die dabei auftretenden Kräfte durch den elektrischen Fahrantrieb nicht aufgebracht werden können, bedient man sich einer zusätzlichen mechanischen Verriegelung mittels eines pneumatisch-hydraulischen Antriebs. Dabei werden die Verriegelungsstangen auf ihrem wegen der Schwenkbewegung der Formhälfte relativ langen Weg zunächst pneumatisch bewegt, um in der eigentlichen, hohe Kräfte erfordernden Verriegelungsbewegung hydraulisch betätigt zu werden. Hierdurch ergibt sich auch ein für die Leistung des Formteilautomaten nicht zu unterschätzender Zeitvorteil.

Einzelheiten der neuerungsgemässen Vorrichtung sind in den nachfolgenden Zeichnungen dargestellt. Es bedeuten

Fig. 1 Aufsicht auf den Formteilautomaten in Schliessstellung und mit der beweglichen Formhälfte am Ende der Linearbewegung (gestrichelt)

Fig. 2 Aufsicht auf den Formteilautomaten mit der beweglichen Formhälfte in Schwenkstellung

Die nachfolgende Übersicht beschreibt zur näheren Erklärung der neuerungsgemässen Vorrichtung einen Zyklus zur Herstellung beispielsweise eines Formteils. Für die Verwendung einer Mehrfachform zur Herstellung mehrerer Formteile in einem Zyklus gilt die Beschreibung entsprechend. Beginnend mit der geschlossenen Form am Ende der Kühl- und Stabilisierungsphase sind die beiden Formhälften zunächst noch mittels mehrerer hier nicht näher dargestellter pneumatisch-hydraulisch betätigter Verriegelungsstangen verriegelt. Nach Lösen dieser Verriegelung werden die beiden Formenhälften auseinander gefahren. Dabei verbleibt das haubenseitige Werkzeug (11) mit seiner Dampfkammer (2) fest im Maschinenrahmen (1) verankert. Die bewegliche Hälfte setzt sich vorzugsweise aus dem eigentlichen

Werkzeug (10a,b,c), der zugehörigen Dampfkammer (4a,b,c) und eventuell einer oder mehreren Vorbaukammern (3a,b,c) - allesamt montiert in einem Rahmen (12a,b,c) - zusammen. Die in diesem Fall gewählte Zuordnung der Werkzeugkernseite zu der beweglichen und der Werkzeughaubenseite zu der festen Seite ist beispielhaft und kann auch umgekehrt werden.

Die Bewegung der verfahrbaren Seite erfolgt prinzipiell über einen frequenzgeregelten Motor (9) in Verbindung mit einem Ritzel (7) und einer Zahnstange (8). Dabei wird die Bewegung der beweglichen Formenhälfte zusätzlich über einen Hebel (5a,b,c) geführt, der in eine Leitbahn (6) eingreift. Nach dem Öffnen der beiden Formenhälften erlaubt die Leitbahnführung zunächst nur eine Linearbewegung der beweglichen Hälfte. In Fällen, in denen die Formteile nicht von Hand entnommen werden müssen sondern automatisch durch entsprechende Ausstosser aus der Form entfernt werden können, genügt diese Öffnung in der Stellung am Ende des Linarbereichs zur Fortsetzung des Produktionszyklus.

Müssen dagegen manuelle Verrichtungen an der beispielhaft dargestellten Werkzeugkernseite vorgenommen werden, dann wird die bewegliche Seite über den Linearbereich hinaus vorzugsweise um 90° um eine Achse (13) nach Aussen geschwenkt, sodass das kernseitige Werkzeug der Bedienungsperson frei zugänglich ist. Hierdurch können beispielsweise Einlegeteile genau positioniert werden, ohne die Bedienungsperson oder die Form selbst zu gefährden. Die Schwenkbewegung selbst erfolgt durch entsprechende Führung des Hebels (5c) im gekrümmten Teil der Leitbahn (6),wobei es die Frequenzregelung des Motors (9) erlaubt, die Schwenkbewegung mit einer niedrigeren Geschwindigkeit als die der Linearbewegung auszuführen. Im gesamten Bewegungsbereich kann darüber hinaus eine hier nicht näher beschriebene und eingezeichnete Bremse vorgesehen werden, die die bewegliche Formenhälfte in ihrer gewählten Position fixiert.

Nach dem automatischen Ausstossen der Formteile oder der manuellen Entnahme mit Bestückung der Einlegeteile von Hand wird die bewegliche Rahmenseite (12) mit angebauter Vorbaukammer (3), Dampfkammer (4) und kernseitigem Werkzeug (10) wieder an die feste Seite herangefahren und mit dieser über hier nicht näher dargestellte pneumatisch-hydraulisch betätigte Verriegelungsstangen verriegelt. Danach erfolgt die Füllung des Formenhohlraums mit blähfähigen Kunststoffteilchen mittels hier nicht näher dargestelltem Druckfüller, die Bedampfung durch Einlass von Prozessdampf in die Dampfkammern (2,4) und weiter über Düsen in den Formenhohlraum, wo die eingelagerten Kunststoffteilchen aufblähen und miteinander verschmelzen. Die anschliessende Kühl- und Stabilisierungsphase ist nicht Gegenstand dieser Neuerung, nach dem Ablauf dieser Phase erfolgt ein erneuter Zyklus durch Lösen der Verriegelung und Auseinanderfahren der beiden Formenhälften.

Bezugszeichenliste

1 Rahmen feste Seite

2 Dampfkammer feste Seite

3 a, b, c Vorbaukammer bewegliche Seite

4 a, b, c Dampfkammer bewegliche Seite

5 a, b, c Hebel

6 Leitbahn

7 Ritzel

8 Zahnstange

9 Motor

10 a, b, c Werkzeug Kernseite

11 Werkzeug Haubenseite

12 a, b, c Rahmen bewegliche Seite

13 Schwenkachse

Der Index a bezieht sich auf die geschlossene Form in verriegelter Position

Der Index b bezieht sich auf die geöffnete Formhälfte in der Position am Ende der Linearbewegung

Der Index c bezieht sich auf die geöffnete Formhälfte in geschwenkter Position

Claims

1. Formteilautomat zum Herstellen von Formteilen aus Partikelschaum mit einer zweigeteilten Form, wobei die eine Seite der Form fest mit dem Rahmen des Formteilautomaten verbunden ist, die andere Formhälfte mit ihrer zugehörigen Dampfkammer zum Öffnen und Schliessen der Form horizontal verfahren werden kann und die beiden Formhälften im geschlossenen Zustand verriegelt werden können, dadurch gekennzeichnet, dass die verfahrbare Formhälfte mit nur einem einzigen Antrieb eine Linearbewegung und eine Schwenkbewegung ausführen kann.

2. Formteilautomat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb für die Linear- und die Schwenkbewegung der verfahrbaren Formhälfte ein frequenzgesteuerter elektrischer Getriebemotor ist.

3. Formteilautomat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die verfahrbare Formhälfte das kernseitige Formwerkzeug und die feststehende Formhälfte das haubenseitige Formwerkzeug trägt.

4. Formteilautomat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die verfahrbare Formhälfte das haubenseitige Formwerkzeug und die feststehende Formhälfte das kernseitige Formwerkzeug trägt.

5. Formteilautomat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkbewegung sich über einen Winkel von 0° bis 90° zur Trennfläche erstreckt.

6. Formteilautomat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegung der verfahrbaren Formhälfte über eine Leitbahn gesteuert wird, in die ein mit der bewegten Formhälfte verbundener Hebel eingreift.

7. Formteilautomat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelung der geschlossenen Formhälften über einen kombinierten pneumatisch-hydraulischen Antrieb vorgenommen wird.