DE2850759A1

DE2850759A1 - Verfahren zum herstellen von magazinpaletten aus kunststoff

Info

Publication number: DE2850759A1
Application number: DE19782850759
Authority: DE
Inventors: Bernhard Dipl Ing Graf; Gunter Dr Ing Herrmann; Rolf Dieter Dr Ing Schraft
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 1978-11-23
Filing date: 1978-11-23
Publication date: 1980-06-04
Also published as: DE2850759C2

Description

Verfahren zum Herstellen von Magazinpaletten aus
Kunststoff Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Magazinpaletten zur Aufnahme einer Mehrzahl gleicher oder verschiedener Gegenstände nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie eine Thermo-Kunststoffumformmaschine zur Durchführung dieses Verfahrens.
Solche Verfahren sind z.B. zum Herstellen von Eierschachteln allgemein üblich. Bei den bekannten Verfahren erfolgt die Formgebung der Magazinpaletten mittels speziell entworfener und angefertigter Werkzeuge, die im Verhältnis zu den zu magazinierenden Gegenständen ein Ubermaß aufweisen. Da diese Werkzeuge teuer sind, lohnt sich ihre Verwendung nur, wenn Paletten in großer Stückzahl benötigt werden.
Weiter ist es auch bekannt, einzelne oder mehrere Gegenstände, z.B. Früchte, auf einer Kunststoffschale durch eine Schrumpffolie aus transparentem Kunststoff zu befestigen und zu schützen. Die Folie nimmt dabei an den Berührungsstellen die Form der zu haltenden Gegenstände an. Die Gegenstände sind nicht ohne Zerstörung der Folie zu entnehmen. Auch eine mehrmalige Benutzung first nicht möglic Auch können die Gegenstände nicht aus der Verpackung entnommen und wieder eingesetzt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen von Magazinpaletten der erwähnten Art anzugeben, das bei Verwendung einer handelsüblichen Thermo-Kunststoffumformmaschine keine aufwendigen Formwerkzeuge erfordert und trotzdem Magazinpaletten ergibt, aus denen die zu magazinierenden Gegenstände ohne Zerstörung der Palette leicht entnommen und auch wieder eingesetzt werden können.
Die Lösung dieser Aufgabe geschieht erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Verfahrensschritte. Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie Merkmale einer Thermo-Kunststoffumformmaschine zur Durchführung des Verfahrens sind in den Unteransprüchen enthalten.
Durch das Verfahren nach der Erfindung wird es ermöglicht, Magazinpaletten aus Kunststoff auch dann wirtschaftlich herzustellen, wenn nur verhältnismäßig geringe Stückzahlen benötigt werden. Außer geringfügigen Anpassungen und Regeleinrichtungen sind keine prinzipiellen Änderungen an der zu benutzenden Thermo-Kunststoffumformmaschine üblicher Bauart erforderlich. Die Werkzeugkosten entfallen. Durch einfache Einlagen ist es auch möglich, an den Paletten in bekannter Weise (DE-OS 2 337 566) Vor- und Rücksprünge auszuformen, die als Abstandshalter beim Stapeln der Paletten oder zur Bildung von Eingreifräumen für Transportwerkzeuge dienen. Diese Vor- und Rücksprünge sind besonderswichtig für Magazinpaletten, die von Handhabungssystemen (z.B. Industrierobotern) be- und entladen sowie gestapelt werden sollen. Für diesen Zweck kann es auch vorteilhaft sein, an den fertigen Paletten Informationsspeicher, wie Magnetkarten, Codierstreifen oder sonstige Markierungen, anzubringen, welche z.B. eine Information über die Anzahl der Magazinplätze, deren Anordnung und/ oder den Fertigungsablauf enthalten.
Im folgenden ist eine Durchführungsart des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand von schematischen Zeichnungen, Kurven und Tabellen beispielsweise erläutert. Es zeigen die Figuren 1 bis 6 den Bereich des Formtisches einer Kunststoff-Umformmaschine und zwar Figur 1 nach dem Auflegen der Gegenstände, Figur 2 nach dem Einspannen der Kunststoffolie, Figur 3 während des Beheizens der Folie, Figur 4 nach dem Einfahren des Formtisches in die Folie, Figur 5 nach dem Absaugen der zwischen Formtisch und Folie eingeschlossenen Luft und Figur 6 nach dem Ausfahren des Formtisches, Figur 7 zeigt eine seitliche Ansicht von für das Verfahren geeigneten Gegenständen mit Angabe ihrer Abmessungen und Gewichte.
Figur 8 ist ein Diagramm mit Tabelle zur Ermittlung der Folienstärke, Figur 9 ist eine Tabelle zlsr Ermittlung der Verarbeitungsparameter, Figur 10 ist eine Prinzipskizze einer Thermo-Kunststoffumformmaschine.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird auf den Formtisch 1 einer handelsüblichen Thermo-Kunststoffumformmaschine ein Satz derzu magazinierenden Gegenstände 2, vorzugsweise bearbeiteter Werkstücke, lose aufgelegt. Die Stellung und Anordnung der Gegenstände 2 auf dem Formtisch 1 wird durch Abstandshalter 3, z.B.
durch Leisten, oder mittels anderer Befestigungsmethoden (z.B. Kleben, elektromagnetisches Spannen) gesichert. Anschließend wird in den Spannrahmen 4 der Umformmaschine eine Folie 5 aus einem thermoplastischen Kunststoff, z. B. aus Polystyrol oder aus PolyvlrUrlchlorid, eingelegt. Die Folie 5 wird entsprechend ihrer Dicke (0,5 bis 1,5 mm) mittels eines Infrarotstrahlers 6 beheizt. Wenn die Folie den plastischen Zustand erreicht hat, wird der Formtisch 1 mit den aufgelegten Gegenständen 2 von unten in die Kunststofffolie 5 gefahren und dann die Luft aus dem Raum zwischen Formtisch und Folie über Öffnungen im Formtisch abgesaugt, so daß sich die Folie wenigstens teilweise an die freien Flächen der nicht hinterschnittenen Gegenstände 2 anlegt. Nach dem Formvorgang und dem anschließenden Abkühlen der Folie 5 wird der Almosphärendruck unter der Folie wieder hergestellt und dann der Formtisch zurückgefahren, wodurch auch die als Formwerkzeug benutzten Gegenstände aus der nunmehr zur Palette 7 verformten Folie entfernt werden. Die fertige Magazinpalette 7 kann dann aus dem Spannrahmen 4 entnommen werden.
Eine Auswahl von Werkstücken, für die das vorstehend beschriebene Verfahren praktisch erprobt wurde zeigt die Figur 7. Neben der seitlichen Darstellung der Werkstücke sind auch deren Hauptabmessungen und ihre Gewichte angegeben, da diese Werte für die Anzahl der auf einer Palette unterzubringenden Werkstücke und Üir die Wahl der Foliendicke wesentlich sind. Außerdem richtet sich die Dicke der Folie auch nach den im Gebrauch zu erwartenden Branspruchungen der Magazinpalette, die insbesonders von den Transportbedingungen abhängen.
Die Figur 8 zeigt ein Diagramm zur Ermittlung der Foliendicke, das auf Versuchsergebnissen beruht und in dem neben dem Werkstückgewicht und der Anzahl der auf der Palette zu magazinierenden Werkstücke auch die Transportbedingungen der Paletten berücksichtigt sind. Dabei wird von Foliendicken von 0,5 bis 1,5 mm ausgegangen, wie sie sich zur Verarbeitung auf handelsüblichen Thermo-Kunststoffumformmaschinen eignen.
Beim Verarbeiten von thermoplastischen Kunststoffolien auf Thermo-Kunststoffumformmaschinen sind die wesentlichen, sich z.T. gegenseitig beeinflussenden Verarbeitungsparameter, wie die Heizzeit, Heiztemperatur, Heizleistung, Stärke des Vakuums und Abkühldauer in engen Grenzen einzuschalten. Die in der Verpackungsindustrie und in der Kunststoffumformtechnik hierfür bekannten Werte sind auf das erfindungsgemäße Verfahren nicht übertragbar, da bei der Magazinherstellung durch die Verwendung der zu magazinierenden Gegenstände als Formwerkzeug die Möglichkeit eines Schwundmaßzuschlages entfällt und weitere Randbedingungen, z.B. die Forderung nach Eingreifräumen für Transportwerkzeuge zu erfüllen sind. Um zu erreichen, daß die zu magazinierenden Gegenstände aus den fertigen Paletten leicht entnommen und leicht wieder in diese eingesetzt werden können, muß der Ausformgrad bei der Herstellung der Paletten so gesteuert werden, daß die als Formwerkzeuge benutzten Gegenstände 2 von der Kunststoffolie 5 nicht zu weit und nicht zu fest umfaßt werden. Dies wird durch entsprechende Wahl der genannten Verarbeitungsparameter erreicht, deren optimale Werte durch Versuche zu ermitteln sind.
Ein Ergebnis solcher Versuche zeigt beispielsweise die Figur 9, in der für die Foliendicken 0,5 /1,0 und 1,5 mm sowie für die Folienwerkstoffe Polyvinylchlorld bzw. Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymerisat (ABS) die spezifische Heizleistung, die Heizdauer, das für die Verformunng benötigte Vakuum (in %), die Formzeit und die Abkühlzeit angegeben sind.
Zur allgemeinen Information ist in der Figur 10 noch eine handelsübliche Thermo-Kunststoff-Uinformmaschine perspektivisch dargestellt. Die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wesentlichen Teile der Maschine sind: der auf und ab bewegbare Formtisch 1 mit den als Formwerkzeug dienenden Oegenständen 2, der Spannrahmen 4 zur Aufnahme- der von einer Vorratsrolle 8 abgewickelten Kunststoffolie 5 und eine lektrische Heizvorrichtung 6 zum Beheizen der Folie. Nicht dargestellt sind die Schalt- und Regelvorrichtung zum Steuern der Verarbeitungsparameter.
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Claims

PATENTÄNSPRUCHE ÖN 1.) Verfahren zum Herstellen von Magazinpaletten zur Aufzunahme einer Mehrzahl gleicher oder verschiedener Gegenstände, bei dem einer thermoplastischen Kunststoffolie durch einen Formvorgang eine der Form und der gewünschten Anordnung der Gegenstände angepaßte Profilierung erteilt wird, dadurch g e k e n n z e ich n e t, daß die erhitzte Kunststoffolie (5) über einen auf dem Formtisch (1) einer Thermo-Kunststoffumformmaschine entsprechend angeordneten Satz der zu magazinierenden Gegenstände (2) geformt wird, wobei die Folie (5) so erwärmt wird und einen solchen Ausformungsgrad erhält, daß die Gegenstände (2) nach dem Abkühlen der Folie (5) leicht aus der Magazinpalette entnehmbar und in diese wieder einsetzbar sind.
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die gewünschte Stellung und Anordnung der Gegenstände (2) auf dem Formtisch (1) durch Abstandshalter, z.B. durch Leisten (3), oder mittels anderer Befestigungsverfahren, wie Kleben oder elektromagnetisches Spannen, festgelegt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r ch g e k e n n z e i c h n e t, daß an die Magazinpaletten bei dem Formvorgang durch Einlagen in an sich bekannter Weise definierte Vor- und Rücksprünge zur Bildung von Eingreifräumen für Transportwerkzeuge (z.B. an Industrierobotern) und/oder von Abstandhaltern für das Stapeln aer Paletten angeformt werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, da dur c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Formen der Kunststoffolie in an sich bekannter Weise durch Evakuieren des Raumes zwischen der Folie (5) und dem Formtisch (1) erfolgt.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch g e k e n n z e ich n e t, daß Kunststoffolien aus Polystyrol oder Polyvinylchlorid Verwendung finden.
6. Thermo-Kunststoffumformmaschine zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 5, gekennzeichnt durch eine Vorrichtung, weiche über Thermoelemente die Flächentemperatur der Heizelemente regelt. die Funktionen Folie spannen", Heizung ein- und ausfahren" sowie Formtisch in in die Folie fahren" mittels externer Antriebe gleichmäßig durchführt und die Prozeßzeiten mittels einstellbarer Uhren überwacht.