DE2413317B2 - Vorrichtung zum Herstellen von Formteilen aus Kunststoff mit einem Umlauffördersystem für untereinander gleiche Formenträger - Google Patents
Vorrichtung zum Herstellen von Formteilen aus Kunststoff mit einem Umlauffördersystem für untereinander gleiche FormenträgerInfo
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Description
niedriger Artikelhersteilkosten mit dem Nachteil eines
hohen Kapitaleinsatzes und vor allem einer niedrigeren
Flexibilität erkauft werden. Sc- kann die Spritzeinheit einer Mehrstationen-Anlage zur gleichen
Zeit immer nur einen Werkstoff verarbeiten, während ein Produktionsbetrieb in der Regel gleichzeitig
eine große Zahl verschiedener Mischungen im Einsatz hat.
Beiden geschilderten Verfahren der Formartikelherstellung, der Klein- und Mittelserienproduktion in
Einzelpressen wie auch der Großserienproduktion in Mehrstationen-Anlagen, ist ein entscheidendes Kriterium
gemeinsam: Für jedes im Einsatz befindliche Formwerkzeug muß eine Presse als Formträger vorhanden
sein. Der Formträger muß jeweils individuell einstellbar sein, um Druck und Temperatur über ein
vorgegebenes Weg/Zeit-Programm auf das Werkzeug zu übertragen.
Müssen in einem Betrieb z. B. gleichzeitig zehn Artikel mit kleinen Losgrößen produziert werden, so sind
hierfür neben den Werkzeugen in der Regel zehn in ihrem Aufbau ähnliche einstufige Pressen und zehn
unabhängig voneinander arbeitende Maschinensteuerungen notwendig. Handelt es sich bei diesem Artikel
aber um Großserien, die auf zehn Rundtischanlagen mit zehn Stationen gefertigt werden, so werden hierzu
insgesamt einhundert Formwerkzeuge in 100 Fressen mit 10 Steuerungen benötigt. In beiden Fällen enthält
jedes Formwerkzeug je nach Artikelgröße und Preßverfahren bis zu 100 und mehr Formnester, die nach
dem öffnen der Presse am Ende des Heizzyklus meist von Hand entformt werden. Gleichermaßen arbeitsaufwendig
ist das sich in der Regel anschließende Entgraten des so gefertigten Formartikels.
Aus der US-PS 2476558 ist ein Verfahren bekannt, bei dem man freibewegliche identische Formenträger
mit einem für den Arbeitszyklus vorgewählten artikelabhängigen Formeneinsatz bestückt und unter
Schließdruck verriegelt, das Formwerkzeug mit dem Kunststoff füllt, dieses für eine vorgegebene Zeit bestimmten
Temperatur- und Druckbedingungen aussetzt, das Formwerkzeug öffnet, den Formeinsatz ausstößt,
den Formenträger wiederum mit einem Formeinsatz bestückt und die Formteile aus dem
Formeinsatz entformt. Aus dieser Druckschrift ist auch bekannt, daß alle Formeinsätze einer Produktionsanlage
gleiche Außenkonturen, gleiche Innenbzw. Außendurchmesser oder sonstige gleichbleibende
Querschnitte aufweisen. Die Spritzkanäle werden durch das Innere des Verteilerdorns geführt, also
durch den Formenträger hindurch, und zwar durch Längsschlitze im Rundstab, der sich im Inneren des
Verteilerdorns hiefindet. Seitliche Bohrungen des Verteilerdorns verbinden diesen Anspritzkanal mit
den einzelnen Formeinsätzen. Der Rundstab dient als mechanisches Ventil zum drucksicheren Abschluß der
seitlichen Austrittskanäle nach dem Einpressen des Kunststoffes. Hierzu besitzt der Rundstab einen aufgesetzten
Kopf und daran Drehknebel, mit welchem der Rundstab zum Verschließen der Austrittskanäle
gedreht werden kann.
Aus der DE-OS 2315166 ist bekannt, daß Formenträger während zwei aufeinanderfolgender Arbeitszyklen
nicht notwendigerweise dieselben Formeinsätze aufnehmen müssen. Bei der in dieser Druckschrift
beschriebenen Spritzform wird der Anspritzkanal aus dem ringförmigen Spalt zwischen den beiden
Halbformcn und dem äußeren Umfang uci Füi'ii'ischeiben
gebildet. Es wird außerdem vorgeschlagen, die Spritzkanäle durch die Halbformen zu führen.
Hierbei kommen die zusätzlichen Teile des Formwerkzeugs in unerwünschter Weise mit der Kunststoffmasse
in Berührung.
Aus der GB-PS 257741 ist eine Vorrichtung zur Herstellung von Formteilen aus Kunststoff mit einem
Umlauffördersystem für Fonnträger bekannt, die mit artikelabhängigen und pro Arbeitszyklus austauschbaren
Formeinsätzen bestückt ist, sowie Einrichtungen zum Füllen und Schließen der Formeinsätze und
eine Einrichtung zum Trennen der Formeinsätze von den Form trägern am Ende des Arbeitszyklus aufweist.
Diese Vorrichtung soll Formteile in großen Mengen herstellen können und der zu verformende Kunststoff
ist in den Formen des Umlauffördersystems zwangsläufig den gleichen Bedingungen ausgesetzt. Die Fertigung
von Formteilen aus verschiedenen Kunststoffen ist mit dieser Vorrichtung nicht möglich.
Aus dem DE-GM 6912935 sind Formträger mit einstellbaren Codierungen bekannt. Bei den in dieser
Druckschrift diskutierten Förderstraßen waren Anschläge an den Trägern der Formen vorgesehen, durch
die lediglich das Ausstoßvolumen vor dem Füllen jeder einzelnen Form eingestellt werden sollte.
Aus der FR-PS 1229012 sind Formen mit elektrischen Heizelementen und Schleifkontakten zur Aufnahme
der elektrischen Energie vorgesehen. Diese Anordnung steht jedoch in einem anderen technischen
Zusammenhang, da in dieser Druckschrift Vulkanisationsapparate beschrieben werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Flexibilität der Einzelfertigung in einer großen Zahl individuell bedienter
Pressen mit dem Qualitäts- und Leistungsvorteil durch starre Taktzeiten bei den Mehrstationen-Anlagen
zu verbinden. Ein beliebig gestaltetes und sich beliebig schnell und häufig änderndes Artikelprogramm
sollte in nur einer Anlage mit veränderlicher Kapazität produziert werden können, wobei durch
konsequente Mehrfachnutzung verfahrensspezifische Maschinenteile (z. B. Einrichtung zum Aufbrechen
des Formwerkzeuges am Ende der Heizzeit) der auf die Gesamtausbringung bezogene Kapitalbedarf auf
ein Minimum reduziert werden kann. Das Produktionsvolumen soll in weiten Grenzen nahezu stufenlos
und ohne Rüstkosten variiert werden können. Würden zehn Artikel gleichzeitig auf einer solchen Anlage
produziert werden müssen, so sollte dies unabhängig von den jeweiligen Losgrößen je Artikel und unter
ι Einsatz nur einer Steuerung, einer Schließdruckpresse,
einer Aufbrechvorrichtung, einer Temperaturvorwahleinrichtung etc. geschehen.
Die Formenkonstruktion sollte es ermöglichen, durch Beweglichkeit, d. h. Abkehr vom starren Ein-
i bauprinzip, die heute anfallenden hohen Kosten für
Formenwechsel und -lagerung zu senken
Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung zum Herstellen von Formteilen aus Kunststoff, mit einem
Umlauffördersystem für untereinander gleiche Form-
i enträger, die mit artikelabhängigen und je Arbeitszyklus
austauschbaren Formeinsätzen bestückbar sind mit Einrichtungen zum Füllen und zum Schließen
der Formeinsätze und mit einer Einrichtung zum Trennen der Formeinsatze von den Formenträgern am
Ende des Arbeitszyklus erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Formenträger im Umlauffördersystem
artikelabhängig unabhängig voneinander bewegbar üfiu im tviTua
einrichtungen zuführbar sind, aus denen die Formenträger mit ihren Formeinsätzen artikelabhängig zum
weiteren Transport durch das Umlauffördersystem entnehmbar sind.
Unter Kunststoffen, die mt dieser Vorrichtung zu Formteilen verarbeitet werden können, sind ganz allgemein
Thermoplaste, Duroplaste oder Kautschukmischungen zu verstehen.
Diese Materialien können auch geschäumt sein und ihre Komponenten können erst unmittelbar vor dem
Füllen der Formwerkzeuge oder in denselben gemischt werden. Die Vorrichtung ist in erster Linie zur
Herstellung von Formteilen aus Natur- und Synthesekautschukmischungen bestimmt. Darunter fallen die
Elastomeren auf Chloropren-, Nitril-, Butyl-, Hypalon-,
Cis-1,4-Butadien- und Cis-Isoprenbasis, ebenso wie die Styrol-Butadien-Qualität und deren Verschnitte,
die Edelkautschuktypen auf Fluor- und Silikonbasis sowie Terpolymere. Die mit dieser Vorrichtung
bearbeitbaren Kunststoffmassen können die üblichen Füllstoffe, Pigmente, Stabilisatoren und andere
Zusätze enthalten. Ebenso ist es möglich, durch Einlegen entsprechender Kerne aus anderem Kunststoffmaterial
oder Metall Sandwichelemente und Mehrschichtverbundkonstruktionen herzustellen.
Die Formwerkzeuge der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind nach ihren Funktionen geteilt in einen
zur Produktionsanlage gehörenden Teil, den Formenträgern und einen hierzu passenden artikelabhängigen
Teil, den Formeinsatz. Vorzugsweise haben alle Formeinsätze einer Produktionsanlage gleiche Außenabmessungen
für die beliebig häufige Aufnahme in gleichartigen Formenträgern. Aufgabe des Formenträgers
ist der Transport der Formeinsätze zu den einzelnen Bearbeitungsstationen wie Füllen, Heizen
etc. Er dient zur Aufnahme der Schließkraft als innerer
Kraft (Verriegelung), wodurch das Formwerkzeug als Einheit erst ortsunabhängig wird, sowie zur Aufnahme
der Heizelemente und des bei jedem Umlauf neu programmierbaren Temperaturreglers. Die
Formenträger sind ferner zweckmäßig mit einer einstellbaren Codierung versehen, aus der sich der material-
und artikelabhängige Produktionsablauf ergibt. Aus der Codierung sind also auch die Materialart, die
Materialdosierung, die Temperaturführung, Verweilzeiten, Entformplatz und ähnliche für eine automatische
Steuerung des Produktionsablaufes wichtige Größen entnehmbar.
Auch die Produktionsanlage ist so ausgelegt, daß die darin frei beweglichen Formwerkzeuge für beliebige
Artikel in beliebiger Reihenfolge bei unterschiedlicher Artikelgröße und -gestalt, unterschiedlichen
Heizzeiten, Schließdrücken u. ä., bei jedem Arbeitszyklus gleichermaßen optimalen Bedingungen
ausgesetzt werden. Eine Beeinflussung des vorprogrammierten Arbeitszyklus durch das Bedienungspersonal
ist damit ausgeschlossen und eine optimale Reproduzierbarkeit der Heizzeiten und -temperaturen
jedes Artikels gewährleistet.
Aufgabe der Formeinsätze, die insbesondere als Formscheiben oder Formringe ausgebildet sind, ist die
Formgestaltung des Artikels sowie die Weiterleitung des zu verformenden Materials über Spritzkanäle zu
den Fonnnestern. Formenträger und Formeinsätze sind nur während eines Arbeitszyklus lösbar miteinander
zu einem Formwerkzeug verbunden. Beim darauffolgenden Arbeitszyklus werden nicht notwendigerweise
die gleichen Formenträger wieder mit den gleichen Formeinsätzen vereinigt. Die Formwerkzeuge
sind frei beweglich und können die Produktionsanlage in verschiedenen Abschnitten des Arbeitszyklus
z. B. zum Entformen des fertigen Artikels ■> verlassen oder hier so lange verweilen, wie es nach
den Materialeigenschaften oder im Hinblick auf den herzustellenden Artikel bzw. zur möglichst rationeller
Ausnutzung der Anlage wünschenswert ist. Damit entfallen Formwechselkosten (Rüstzeiten) und Still-
Hi Standskosten, wie sie bei Formpressen, auch Gummispritzautomaten,
unvermeidlich sind.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung und die Gestaltung der Formwerkzeuge wird im folgenden an
Hand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt
r. Fig. 1 einen Formenträger mit einem innen aufgenommenen
Formscheibenstapel im Querschnitt. Zur Verdeutlichung sind ein Rohling und ein Spritzkolben
in einer Position mitgezeichnet, wie sie dem Zeitpunkt kurz vor dem Füllen der Form entspricht,
_'o Fig. 2 im gleichen Zustand resp. Zeitpunkt einen
Formenträger mit außen aufgenommenen Formscheiben bzw. -ringen im Querschnitt, wie er insbesondere
für größer dimensionierte Artikel vorteilhaft ist,
Fig. 3 als Ausschnitt einen Teil des Formenträgers
Fig. 3 als Ausschnitt einen Teil des Formenträgers
2> nach Bild 1, jedoch mit einer darin eingebauten radial
wirkenden Spannhülse für den Einsatz bei geteilten Formscheiben,
Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie A-B in Bild 3, Fig. 5 eine Aneinanderreihung möglicher Zusätze
jo resp. Positionen eines einzelnen Formenträgers und
Formscheibenstapels auf ihrem Weg durch die Produktionsanlage,
Fig. 6 eine Draufsicht auf das Schema einer Produktionsanlage zum Einsatz einer großen Zahl die
D Anlage durchlaufender Formwerkzeuge,
Fi g. 7 einen automatisch arbeitenden Entformplat2 nach dem Rundtischprinzip mit der dazugehörigen
Vorrichtung zum Vereinzeln der Formscheiben eine? Formscheibenstapels.
JIi Die eigentlichen Formwerkzeuge sind funktional in
zwei zueinander passende Teile aufgeteilt. Die dei Produktionsanlage zugeordneten Teile werden sinngemäß
mit Formenträger 1 bezeichnet (Fig. 1). Sie dienen als Transportmittel für den zweiten Teil dei
a; Form, die hintereinander liegenden Stapel von artikelabhängigen
Formeinsätzen (2) in Form von Scheiben. Die Formscheiben 2 können vom Formenträger
1 innen (Fig. 1) oder außen (Fig. 2) aufgenommen werden. Sie sind vorteilhaft als Kreisscheibe odei
-,(i als Kreisring ausgebildet. Ihre Höhe richtet sich nach
den Artikelabmessungen 3, während alle anderer Außenabmessungen artikelunabhängig sind. Aul
diese Weise paßt ein beliebiger Formscheibenstapel 2 in jeden Formenträger 1 einer Produktionsanlage, de
über die Höhe der Distanzscheiben 4 die Gesamthöhe des Stapels beeinflußbar ist.
Den stirnseitigen Abschluß des Formenträgers 1 bildet ein Einspritzzylinder 5 mit einer Bohrung 6 zui
Aufnahme des Rohlings 7. Mit Hilfe des zur Anlage
bo gehörigen Preßkolbens 8 wird der Rohling über Anspritzkanäle
9 in die Hohlräume 3 der Formscheiben 2 gedrückt. Als Niederhalter dient gleichzeitig dei
Abstreifring 11 für überschüssiges Rohlingsmaterial An Stelle dieser als Transfer-Technik bekannten Me-
b5 thode der Formenbeschickung läßt sich bei 5 auch eir
Einspritzaggregat direkt anschließen (Injektions-Verfahren).
Für die vorzugsweise Herstellung von Artikeln mil
größeren äußeren Abmessungen oder überwiegend ringförmigem Querschnitt ist die in Fig. 2 dargestellte
Art der Formenträgergestaltung vorteilhaft. Als Aufnahme für die Formscheiben 2 dienen in diesem Fall
ein oder mehrere Dorne 13, auf die die Formscheiben 2 mit Ausnehmungen 14 aufgesteckt werden.
Nach Lösen der Verriegelung 12 können die Formscheiben 2 über Bohrungen 10 ausgedrückt werden.
Erfordert die Artikelgestalt z. B. durch Hinterschneidungen an ihrer Außenkontur oder durch Vorhandensein
eines Formkerns 19 eine Teilung der Formscheiben 2 in z. B. zwei halbkreisförmige Segmente
20 und 21 längs der Linie 22 (Fig. 3 und 4), um den fertigen Artikel entformen zu können, so muß
neben dem axiaien Schiießdruck auch eine radiale Anpreßkraft auf die Formscheiben 2 ausgeübt werden.
Dies kann z. B. durch eine hydraulisch betätigte Membran 23 erzielt werden, die in diesem Fall die
Innenfläche des Formenträgers 1 bildet und als Spannbüchse wirkt. Vorder Rohlingsbeschickung läßt
sich über ein Rückschlagventil 24 eine Druckflüssigkeit in die hinter der membran 23 liegenden Taschen
25 einfüllen und nach der Heizzeit des Artikels wieder
entleeren. Auf diese Weise sind axiale wie radiale Schließkräfte innere Kräfte des Formenträgers 1, wodurch
dieser ortsunabhängig, d. h. während eines Arbeitstaktes frei beweglich wird. Die evtl. erforderliche
Heizenergie wird dabei beispielsweise über Schleifkontakte auf Heizstäbe 15 oder -bandagen 17 übertragen.
Der Betrieb einer Anlage zur Herstellung von
Formartikeln mit so gestalteten Formwerkzeugen ist ais Draufsicht in Fig. 5 beschrieben. Es zeigt schematisch
den Weg eines einzelnen Formenträgers 1 während eines vollen Arbeitszyklus. Auf die Darstellung
aller anderen gleichzeitig die Anlage durchlaufenden Formenträger 1 wurde dabei der Übersichtlichkeit
wegen verzichtet. Fig. 5 stellt daher lediglich die räumliche Aneinanderreihung von möglichen Zuständen
nur eines einzigen in der Anlage befindlichen Formenträgers 1 dar, während Fig. 6 das Schema einer
ganzen Anlage mit einer Anzahl unterschiedlichster Formenträger 1 zeigt.
Im wesentlichen besteht die Anlage aus zwei getrennten Umlauffördersystemen I und II, die sich in
ihrer Ausdehnung der gewünschten Produktionskapazität in Grenzen anpassen können. Der Hauptumlauf
I ist im Aufbau ähnlich einem Verkettungssystem zwischen Werkzeugmaschinen bei Transferstraßen.
Statt der dort taktweise transportierten Paletten werden hier Formenträger 1 nach Fig. 1 bis 3 durch
die verschiedenen Bearbeitungsstationen transportiert. Der Umlauf II ist ein ähnliches Kreisfördersystem
zum Transport der am Ende der Heizzeit aus dem Formenträger 1 ausgestoßenen Formscheibeneinsätze
2 zum Entformplatz und wieder zurück zum Beginn des Umlaufs I.
Ein geschlossener Arbeitstakt läuft wie folgt ab:
Bei α wird ein vorbereiteter Stapel 30 von Formscheiben
2 in einem dem Speicher i entnommenen Formträger 1 geschoben und längs des Weges a)-c)
vorgeheizt. Bei b wird der stirnseitige Abschluß des Formenträgers 1 mit der axialen Verriegelung 12 aufgesetzt.
Über eine geeignete Steuerung läßt sich bei c eine fehlersichere Rohlingsbeschickung vornehmen.
Die bei d über einen Preßkolben 8 oder Schneckenextruder in die Hohlräume 3 der Formscheiben 2 injizierte
Mischung 7 heizt im Speicher e-/zum fertigen
Artikel aus. Nach Erreichen der vorgegebenen Verweilzeit im Speicher e-f wird der Formenträger 1 bei
g geöffnet, der Stapel 31 von Formscheiben 2 bei h ausgestoßen und der leere Formenträger 1 in den
Speicher ι weitertransportiert.
Die ausgeworfenen Formscheiben 2 des Stapels 31 beschreiben von h bis α einen von I getrennten Weg
II. Sie werden taktweise vereinzelt, der fertige Artikel entnommen, entgratet, sortiert und verpackt 32. Nach
dem Entfernen der Anspritzkanäle 9 werden die Formscheiben 2 wieder in der gleichen Reihenfolge
zu einem Stapel 30 zusammengelegt, um auf ein Steuersignal hin bei α wieder in die Anlage eingeschleust
zu werden.
Die Entformpiätze sind vorteilhaft nach Artikeigruppen,
sogenannten Teilefamilien getrennt, um eine möglichst große Zahl von Produkten mit ein und dergleichen
Einrichtung vollautomatisch entformen zu können. Dieses kann beispielsweise nach dem Rundtischprinzip
erfolgen (Fig. 7). Nach dem Ausstoßen des Stapels 31 von Formscheiben 2 am, Ende der
Heizperiode wird dieser über eine Zielsteuerung in die Aufnahmevorrichtung 40 der Entformeinrichtung
46 transportiert. Bei jedem Takt 43 der Schalttrommel 41 des Rundtisches wird die jeweils obenliegende
Formscheibe 2 mit Hilfe der Ausstoßvorrichtung 44 dem Stapel 31 entnommen (Pfeil 45) und eine Stufe
weitertransportiert. Im Verlaufe einer vollen Umdrehung der Schalttrommel 41 bewegt sich so jede Formscheibe
2 hintereinander an feststehenden Bearbeitungsstationen Jc1-Jcn vorbei, wo der Artikel entgratet,
entformt, geprüft und die Farmscheibe 2 abschließend wieder gesäubert werden kann. Am Ende eines vollen
Umlaufs der Schalttrommel 41 werden die Formscheiben 2 wieder in die Aufnahmevorrichtung 40
eingeführt und damit wieder in der gleichen Reihenfolge zu einem Stapel 31 vereinigt. Ist durch Verschleiß
oder Defekt der Austausch einer oder mehrerer Formscheiben erforderlich, so ist dies an einer
hierfür vorgesehenen Stelle 42 des Rundtisches leicht möglich.
Wenn nach der geplanten Anzahl von Umläufen irgendeines Formscheibenpaketes die gewünschte
Artikelmenge produziert ist, so können die nicht mehr benötigten Formwerkzeuge ohne Störung der gesamten
Anlage an der Stelle 33 in Fig. 5 und 6 aus dem Kreislauf II ausgeschleust werden. Von hier aus lassen
sie sich in einem geeigneten Behälter und mittels eines geeigneten Umlauffördersystems zu einer adressierbaren
Speichereinrichtung befördern, von wo sie u. U. automatisch bei Bedarf wieder entnommen und bei
33 wieder in die Anlage eingeschleust werden können.
Die einfache »Manövrierbarkeit« der Formwerkzeuge im Gegensatz zu ihrem starren Einbau in konventionellen
Pressen kann durch eine Prozeßrechner-Steuerung der Gesamtanlage wirkungsvoll nutzbar
gemacht werden. Durch Codierung 16 unter Kennzeichnung der Formwerkzeuge an einer hierfür
geeigneten Stelle, z. B. mittels kodierter Ringe, Nuten o. ä. 16, welche von entsprechenden Erfassungsgeräten
in den einzelnen Bearbeitungsstationen gelesen werden können, sind die Positionen der in der Anlage
befindlichen Formwerkzeuge zu jeder Zeit bekannt. Wenn der Beginn der Arbeitstakte eines jeden Stapels
30 von Formscheiben 2 bei α zeitlich und auch in der Reihenfolge anderen Einsätzen gegenüber beeinflußbar
ist (Fig. 6), so läßt sich durch Eingabe unterschiedlicher Prioritäten je Artikel eine zu jeder Auf-
tragslage optimale Fertigungssteuerung erzielen.
Dies bezieht sich nicht nur auf das sich u. U. täglich ändernde Artikelsortiment sondern gleichermaßen
auf die Gesamtausbringung an Fertigprodukten. Durch die Einrichtung von Speichereinrichtungen an
geeigneten Stellen kann die Anlage »atmen«, so daß durch Änderung der Umlaufgeschwindigkeit des
Kreislaufs I unter Zuschaltung zur Verfügung stehender Entformplätze des Kreislaufs II das Produktionsvolumen
in weiten Grenzen nahezu stufenlos und ohne Rüstkosten variiert werden kann. Solche Speichereinrichtungen
sind in Fig. 5 und 6 mit /-/', g-g' und /-/'gekennzeichnet. Dies ist noch einmal in Fig. 6
als Prinzipbild der Anlage in der Draufsicht gezeigt. Die in Fig. 5 mit den Buchstaben a-i bezeichneten
Bearbeitungsstationen sind in Fig. 6 entsprechend gekennzeichnet.
Die aus der Speichereinrichtung / kommenden Formenträger 1 werden bei a mit einem vorbereiteten
Stapel 30 von Formscheiben 2 gefüllt. Außerhalb des Hauptkreislaufs I steht bei Bedarf eine zusätzliche
Reservespeichereinrichtung /', i" und /'" zur Verfügung.
Im Falle der Steuerung der Anlage durch einen programmierbaren elektronischen Prozeßrechner
sind dort auch sämtliche artikelabhängigen Daten gespeichert. Sobald also bei α ein Formenträger 1 geladen
wird, kann eine Lesevorrichtung 26 an Hand der Codierung 16 der Formscheiben 2 den Artikel erkennen.
Mit Hilfe geeigneter Stellantriebe, die vom Rechnerausgang angesteuert werden, lassen sich dann
die für den beginnenden Arbeitstakt relevanten Daten am Formenträger 1 einstellen. Dies kann beispielsweise
der Sollwert eines im Formenträger 1 eingebauten Zeitrelais' für die Einstellung der erforderlichen
Heizzeit sein. Ebenso läßt sich die gleiche Information verwerten, um aus einem geeigneten Magazin den
richtigen Rohling auszuwählen und bei c in die hierfür vorgesehene Aufnahmebohrung 6 zu schieben.
Am Ende des Einspritzhubes mit frei programmierbarem artikelspezifischen Einspritzdruck zwischen
dem Preßkolben 8 und Gegenhalter 27 in Station d wird die Form mit Hilfe der Schließmutter einer
Verriegelungsvorrichtung 12 verriegelt. Ist zum Aushärten des Produkts Wärmezufuhr erforderlich, so
kann diese z. B. in Form elektrischer Energie aus Stromleitschienen entnommen werden. In diesem Fall
ist die Installation eines zusätzlichen Ofens 28 sinnvoll, um die Wärmeabgabe an die Umgebung zu reduzieren.
Muß diese aber forciert werden, so läßt sich vorteilhaft an dieser Stelle ein entsprechendes Kühlaggregat
einbauen.
Nach Erreichen der vorgegebenen Heizzeit wird der jeweilige Formenträger 1 aus dem Ofen 28 ausgestoßen
—» 29. Dies kann je nach Zusammenstellung der Formwerkzeuge einzeln bei 29 oder auch zusammen
mit anderen Formenträgern bei 29-29"' geschehen. Auf diese Weise warten am Ende des Heizkanals
immer die Artikel mit der jeweils längsten Heizzeit und können somit von denen mit kürzerer Heizzeit
überholt werden. Die Länge des gesamten Heizkanals im Ofen 28 muß folglich für den ungünstigsten Fall
• im Artikelprogramm berechnet sein, damit alle in Produktion befindlichen Artikel eine lange Heizzeit
haben.
Nach dem Verlassen der Heizzone werden die Formwerkzeuge bei g zwischen dem Preßzylinder 34
und dem zugehörigen Gegenhalter entriegelt, so daß die losen Formscheibensätze 31 bei h über die Ausdrückvorrichtung
36 auf das Fördermittel 37 des Umlauffördersystems II geschoben werden können. Der
nunmehr leere Formenträger 1 wandert von hier in
ι' den Speicher / und schließt so den Umlauf I.
Mit Hilfe der Lesevorrichtung 26 bei k läßt sich das Formenscheibenpaket 31 über eine Zielsteuerung
zu einer entsprechend eingerichteten Entformeinrichtung 46 befördern. Hier wird es nach Entnahme des
-'" fertigen Artikels und Reinigung von Austrieb und ähnlichem als ein von neuem einsatzbereiter Formwerkzeugstapel
30 auf einem Fördermittel 38 in einen Speicher / transportiert.
Je nach der Priorität des Artikels läßt sich aus die-
.r> sem Speicher / heraus auf Rechnerbefehl hin die Reihenfolge
der Formenscheiben 2 in einem Stapel bestimmen, die durch Zusammenfügen mit einem Formenträger
1 bei α einen neuen Arbeitstakt beginnen. Aus Gründen der besseren Übersichtlichkeit wurde
i" in Fig. 6 als Hubgröße H für den Transporttakt des
Umlaufs I die Breite nur eines Formenträgers 1 zugrunde gelegt. Es ist jedoch sinnvoll, die Stationen a—l
mehrfach parallel zu betreiben, z. B. drei nebeneinanderliegende Preßkolben gleichzeitig zu betätigen. Auf
i") diese Weise läßt sich die Maximalkapazität der Gesamtanlage
im Vergleich zu dem hierfür erforderlichen Mehraufwand überproportional steigern.
Der wirtschaftliche Nutzen der oben beschriebenen Vorrichtung liegt demnach einerseits in der Mehr-
■i» fachnutzung der für die verschiedenen Arbeitsschritte
und Funktionen benötigten Anlagenteile. Während, wie bereits erwähnt, bei konventioneller Fertigung auf
einer Vielzahl von Einzelaggregaten ebenso viele Einrichtungen zum Öffnen und Schließen der Formen mit
-i "> meist mehreren 100 Mp Kraft vorhanden sein müssen,
so ist dies bei der vorliegenden Vorrichtung nur noch einmal der Fall. Dies macht sich in den Anlage- und
Energiekosten vorteilhaft bemerkbar.
Andererseits ist die Senkung der variablen Kosten
">» ohne Einbußen an Flexibilität gegenüber der konventionellen
Produktionsart herzustellen. Dies wird einmal durch den hohen Automatisierungsgrad und die
daraus resultierende Senkung der Lohnkosten je Artikel ermöglicht, wie auch durch die niedrigen artikel-
■>·> abhängigen Werkzeugkosten. Zum anderen erlaubt
der Einsatz einer Prozeßrechner-Steuerung, die Anlage in jeder Auftrags- und Lieferterminsituation im
wirtschaftlichen Optimum zu betreiben.
Hierzu 4 Blatt Zeichnungen
Claims (10)
1. Vorrichtung zum Herstellen von Formteilen aus Kunststoff, mit einem Umlauffördersystem für
untereinander gleiche Formenträger, die mit artikelabhängigen und je Arbeitszyklus austauschbaren
Formeinsätzen bestückbar sind, mit Einrichtungen zum Füllen und zum Schließen der
Formeinsätze und mit einer Einrichtung zum Trennen der Formeinsätze von den Formenirägern
am Ende des Arbeitszyklus, dadurch gekennzeichnet, daß die Formenträger (1) im Umlauffördersystem artikelabhängig unabhängig
voneinander bewegbar und im Umlauffördersystem (I) angeordneten Speichei einrichtungen (e-f,
f-f, 29-29"', g-g', i-i') zuführbar sind, aus denen
die Formenträger (1) mit ihren Formeinsätzen (2) artikelabhängig zum weiteren Transport durch das
Umlauffördersystem (I) entnehmbar sind.
2. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß das Umlauffördersystem (I) als Verkettungssystem für Transferstraßen ausgebildet
ist.
3. Vorrichtung nach Patentanspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch ein zweites Umlaufförclersystem
(II) zum Transport der am Ende der H<;izzeit aus den Formenträgern (1) ausgestoßenen
Formeinsätze (2) zur Entformeinrichtung (46) und wieder zurück zum ersten Umlauffördersystem
(1).
4. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine Einrichtung
(a) zum Zusammenfügen vorgewählter Formeinsätze (2) mit einem Formenträger (1).
5. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch Formenträger
(1) mit zylindrischer Bohrung und Formeinsätzen
(2) aus in Druckrichtung hintereinandcrliegenden
Scheiben (2, 4).
6. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Formenträger
(1) als zylindrischer Topf ausgebildet sind, in deren Innern ein Stapel aus Formscheiben
(2, 4) einsetzbar ist.
7. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine im Formenträger
(1) an der Innenwand der Bohrung angeordnete Membran (23), die mit der Innenwand
Taschen (25) bildet, in welche über ein Rückschlagventil (24) Druckflüssigkeit einfüllbar ist.
8. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch Formenträger
(1) mit einem oder mehreren Dornen (13) und Formeinsätzen (2) aus in Druckrichtung hintereinander
aufgesetzten Scheiben (2, 4).
9. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch in Formenträger
(1) eingebaute elektrische Heizelemente (15, 17) und programmierbare Temperaturregler und
Schleifkontakte zur Aufnahme der elektrischen Heizenergie.
10. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß Formenträger
(1) mit einer einstellbaren Codierung (16) versehen sind.
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen
von Formteilen aus Kunststoff, mit einem Umlauffördersystem für untereinander gleiche Formenträger,
die mit artikelabhängigen und je Arbeitszyklus austauschbaren Formeinsätzen bestückbar sind, mit
Einrichtungen zum Füllen und zum Schließen der Formeinsätze und mit einer Einrichtung zum Trennen
der Formeinsätze von den Formenträgern am Ende des Arbeitszyklus.
Bei der bisherigen Entwicklung der Prozeßtechnologie für Formartikel aus Elastomeren und ähnlich
verarbeitbaren Werkstoffen lassen sich im Prinzip zwei Wege zur Steigerung der Wirtschaftlichkeit unterscheiden.
Einmal der chemisch-thermische, der die Anwendung der Vant't Hoff'schen Regel verfolgt,
wonach sich die Reaktionsgeschwindigkeit der Vernetzung je 10° Temperaturanstieg verdoppelt. Und
ein anderer fertigungstechnischer, welcher sämtliche anderen Prozeßparameter zu optimieren sucht. Die
Summe beider Bemühungen resultiert u. a. in von Spritzgießmaschinen gespeisten Mehrstationen-Anlagen,
die die bisher wirtschaftlichste Methode, allerdings nur für die Großserienfertigung von Formartikeln
darstellt. (Gummi-Asbest-Kunststoffe, 1971, S. 460-466 und 468).
Je nach Werkzeugkonstruktion und Rohlingsbeschickung
lassen sich bei dei Herstellung von Formartikeln drei Verfahren unterscheiden:
a) Kompressionsverfahren,
b) Transferverfahren,
c) Injektionsverfahren.
Artikel, bei denen die Nacharbeit zur Entfernung des Formaustriebs aufwendig ist, werden vorteilhaft
nach den Methoden b) oder c) hergestellt.
Die zur Zeit verbreitetste Maschine zur Herstellung von Formartikeln ist die Einzelpresse in stehender
oder liegender, ein- oder mehretagiger Ausführung. Sie besitzt eine Aufspannfläche für die starr eingebauten
Formwerkzeuge, welche nach Erreichen der gewünschten Produktionsmenge ausgewechselt werden.
Die Aufspannfläche limitiert die den Artikelabmessungen entsprechende Anzahl an Gravuren oder »Nestern«,
die in der Formtrennebene angeordnet sind.
Jede Einzelpresse, in der Fachpresse auch als Formenträger bezeichnet, ist als ein unabhängiges
Aggregat anzusehen, da an ihr alle r4aschinenparameter
wie Heben, Senken, Druck, Temperatur und Zeit individuell einstellbar sind. Vorteil einer solchen
Fertigungsart ist die einfache Anpassung an die Vielfältigkeit einer Produktpalette; ihr Nachteil liegt in
der ausschließlichen Einfachnutzung mehrfach vorhandener gleicher oder ähnlicher Maschinen- und
Steuerungsteile. Mit dem Rundtischprinzip zur Aufnahme mehrerer obenerwähnter Einzelpressen wurde
in jüngster Zeit eine Fertigungsmethode geschaffen, die bei der Erzeugung von großen Produktionsserien
erhebliche wirtschaftliche Vorteile bietet.
Von einem Einspritzaggregat werden die Formen gefüllt und wandern taktweise während der Heiz- oder
Kühlzeit zur Entformstation. Das heißt, daß abgesehen von den gewünschten Produktionsziffern die nötige
Heizzeit eines speziellen Produkts maßgeblich für die Auswahl der wirtschaftlichsten Pressenzahl auf
dem Rundtisch ist. Darüber hinaus begrenzt die große zu bewegende Masse von mehreren Einzelpressen die
Rundtischgröße zur Zeit auf max. 10 Formträger mit einem Gesamtgewicht von über 100 t.
Auch bei den Rundtischanlage
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