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VERFAHREN BEIM STEUERN DER BEWEGUNGSAB-
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LÄUFE EINER VORRICHTUNG ZUR VERFORMUNG EINER THERMOPLASTISCHEN KUNSTSTOFFOLIE
UND VORRICHTUNG ZUR DURCHFUHRUNG DES VERFAHRENS Die Erfindung betrifft ein Verfahren
beim Steuern der Bewegungsabläufe einer Vorrichtung zur Verformung einer thermoplastischen
Kunststoffolie und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Dabei gibt
es zwei prinzipielle Möglichkeiten der Verformung der Kunststoffolie, was wiederum
Auswirkungen auf die Gestaltung der Vorrichtung hat, auf die die Erfindung anwendbar
ist. Bei beiden Möglichkeiten der Verformung wird eine thermoplastische Kunststoffolie
abschnittsweise von einer Heizung erwärmt und dann mittels Vakuum verformt. Bei
Verwendung der Vorrichtung als Skinpackmaschine legt sich die Folie dabei um die
zu verpackenden Gegenstände -Endprodukt ist folglich eine Skinverpackung.
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Bei Verwendung als Thermoformmaschine wird die Folie unter Zuhilfenahme
einer Form tiefgezogen und nach dem Erkalten von der Form abgenommen - Endprodukt
ist ein tiefgezogenes Teil, das unterschiedliche Größe und Form haben kann.
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Bei den daraus resultierenden beiden Vorrichtungsarten finden jeweils
während eines Arbeitstaktes Bewegungen von Vorrichtungsteilen statt, und zwar zum
einen von der Heizung, die zwischen einer Ruhestellung und einer Arbeitsstellung
verschoben wird, zum andern von einem Spannrahmen, der die Folie festklemmt oder
von einem Formtisch zur Aufnahme der Tiefziehform bzw. des Skinpackkartons mit zu
verpackenden Gegenständen.
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Diese Bewegungen sind unfallgefrlich, weshalb zur Absicherung der
Bedienungsperson bekannterweise ein bewegliches Schutzgitter an der Frontseite der
Vorrichtung angebracht ist. Die gefährlichen Bewegungen finden nur bei geschlossenem
Schutzgitter statt. Dieses muß folglich nach jedem Arbeitstakt geöffnet werden.
Nach
dem Entnehmen von Skinpackung bzw. Tiefziehteilen wird es wieder
vor dem nächsten Takt geschlossen. Die Bewegung des Schutzgitters erfolgt bekannterweise
von Hand, die anderen Bewegungsabläufe der Vorrichtung in Form einer Folgesteuerung
automatisch nach Schließen des Schutzgitters.
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Dieser Verfahrensablauf hat einige Nachteile. So führt vor allem das
öffnen des Schutzgitters für die Bedienungsperson bei kürzeren Taktzeiten zu einer
körperlichen Belastung, da zumindest ein gewisses Gewicht auch bei Gewichtsausleich
des Schutzgitters angehoben werden muß. Das Schließen ist einfacher und leichter
durchzuführen. Außerdem ist es für die Bedienungsperson nicht immer leicht, das
Ende des Arbeitstaktes zu erkennen, da der letzte Verfahrensschritt beim Skinverpacken
das Abkühlen der Folie ist, wobei folglich keine Bewegung stattfindet. Beim Thermoformen
findet als letzter Arbeitsgang das Abwärtsfahren des Tisches statt, was ebenfalls
nicht leicht gesehen werden kann, vor allem bei nicht transparenter Folie. Dies
muß auch unter dem Gesichtspunkt betrachtet werden, daß die Bedienungsperson während
eines Arbeitsablaufes mit anderen Tätigkeiten - wie Teile ausstanzen, Sägen, Herrichten
von Verpackungsgegenständen etc. - beschäftigt werden kann und deshalb nicht direkt
vor der Maschine stehend das Ende des Arbeitstaktes abwartet.
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Durch dieses Nichterkennen des Taktendes tritt oft eine Verzögerung
auf, die keine optimale Ausnützen der Vorrichtung zur Folge hat.
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Durch den bekannten Anbau eines Lichtvorhanges konnten zwar die Nachteile,
allerdings nur hinsichtlich der Bedienbarkeit, aufgehoben werden, doch ist ein solcher
Lichtvorhang recht teuer in der Anschaffung, da er den einschlägigen Unfallverhütungsvorschriften
entsprechen muß und selbst überwachende Elemente integriert sein müssen. Auch müssen
solche Lichtvorhänge in regelmäßigen Abständen vom TUV überwacht werden, was zusätzliche
Kosten und Stillstandszeiten der Vorrichtung zur Folge hat.
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Aufgabe der Erfindung ist es, die Bedienungsperson vom lästigen öffnen
des Schutzgitters zu befreien und ihr gleichzeitig optisch das Ende des Arbeitstaktes
ohne Zeitverzögerung anzuzeigen, so daß sie unmittelbar nach Ende eines Taktes die
Vorrichtung für den nächsten Takt vorbereiten kann. Der Aufwand hierzu sollte gering
sein, Wartungskosten nicht anfallen. Zusätzliche Unfallgefahren sollten nicht hervorgerufen
werden.
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Die gattungsgemäßen Vorrichtungen haben alle eines gemeinsam, und
zwar eine Vakuumpumpe zum Verformen der erwärmten Folienbahn. Zur Lösung der Aufgabe
wird nun vorgeschlagen, das Vakuum, das die eingebaute Vakuumpumpe erzeugt, zum
Öffnen des Schutzgitters mit heranzuziehen, d.h. die Verfahrensabläufe der Vorrichtung
um den automatischen Verfahrensablauf Schutzgitter öffnen" unter Zuhilfenahme des
Vakuums zu ergänzen. Nach dem Ende der Kühlzeit bzw. nach Abfahren des Tisches öffnet
erfindungsgemäß das Schutzgitter automatisch, indem in Rohren geführte Gegengewichte,
die mit dem Schutzgitter verbunden sind, durch das Vakuum bewegt werden.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung und weitere Einzelheiten der
Erfindung sind anhand der schematischen Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt:
Fig. 1 einen Querschnitt durch die Vorrichtung, die speziell für die Verformung
von Folie zu tiefgezogenen Gegenständen vorgesehen ist, aber leicht auch zum Skinverpacken
verwendet werden kann.
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Fig. 2 eine Vorderansicht der Vorrichtung nach Fig. 1 Fig. 3 einen
Querschnitt durch die Vorrichtung in spezieller Ausführung zur reinen Skinverpackung
von Schwergut.
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Fig. 4 eine Vorderansicht der Vorrichtung gemäß Fig. 3
Es
soll zunächst eine Vorrichtung gemäß den Figuren 1 und 2 beschrieben werden, wie
sie zur Verformung von thermoplastischer Kunststoffolie zu Gegenständen beliebiger
Gestalt eingesetzt wird, sich jedoch leicht nach geringem Umbau auch zur Skinverpackung
verwenden läßt. Sie weist hierzu auf ein Gestell 1, einen festen Spannrahmen 2,
einen beweglichen Spannrahmen 3, einen höhenbeweglichen Tisch 4 zur Aufnahme einer
Tiefziehform 5 und eine horizontal über ein Antriebsmittel 6 verschiebbare Heizung
7. Die Frontseite wird durch ein an Führungen 8 höhenverschiebbares Schutzgitter
9 gebildet. Eine Rollenaufnahme 10 dient der Lagerung einer Folienrolle 11, von
der die Folienbahn 12 der Vorrichtung abschnittsweise zugeführt wird. Zur Schwenkbewegung
des beweglichen Spannrahmens 3 kann ein geeignetes Antriebsmittel vorgesehen sein,
doch findet bei solchen Maschinen meist eine handbetätigte Verriegelung statt. Eine
Vakuumpumpe 14 dient der Erzeugung des Vakuums, das über ein Ventil 15 und eine
Zuleitung 16 direkt am Tisch 4 wirken kann.
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Das Schutzgitter 9 ist über 2 Seile 17 mit 2 Ausgleichsgewichten 18
verbunden. Diese Ausgleichsgewichte 18 sind im Querschnitt rund und werden in Rohren
19 geführt, die unten verschlossen sind. Im unteren Bereich der Rohre 19 mündet
eine Zuleitung 20, die über ein Ventil 21 mit der Vakuumpumpe 14 verbunden werden
kann.
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Zwischen Ventil 21 und Rohr 19 mündet in die Zuleitung 20 ein Regulierventil
22, das andererseits mit der Außenluft verbunden ist. Es ist auf diese Weise möglich,
durch teilweises öffnen des Regulierventiles 22 die Höhe des Vakuums in der Zuleitung
20 zu beeinflußen, in dem man mehr oder weniger viel Luft einströmen läßt.
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Der Verfahrensablauf ist wie folgt: Bei offenem Schutzgitter 9 wird
ein Abschnitt der Folienbahn 12 zwischen Spannrahmen 2 , 3 von Hand eingezogen,
der bewegliche Spannrahmen 3 wird von Hand geschlossen. Nach dem manuellen Schließen
des Schutzgitters 9 wird der automatischen Verfahrensablauf gestartet, der mit der
Bewegung ~Heizung'vor" beginnt.
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Nach Ablauf der eingestellten Heizzeit fährt die Heizung zurück, der.Tisch
aufwärts, das Vakuum schaltet über das Ventil 15 ein - hierdurch wird die Folie
eng zur Anlage an die Tiefziehform 5 gebracht - und nach Ablauf der Kühlzeit fährt
der Tisch 4 abwärts . Hier endet normalerweise der Verfahrensablauf, der nun erfindungsgemäß
um einen Verfahrensschritt erweitert wird. Nach Ablauf der Kühlzeit wird jetzt das
Ventil 21 auf Durchgang geschaltet und das Vakuum wirkt im unteren Bereich der Rohre
19. llierdurch werden die Ausgleichsgewichte 18 nach unten gezogen, das Schutzgitter
9 öffnet sich. Da über das Regulierventil 22 die Höhe des Vakuums leicht stufenlos
reguliert werden kann ist es möglich, die Aufwärtsgeschwindigkeit des Schutzgitters
zu beeinflußen. Es ist möglich, das Schutzgitter 9 während dieser Bewegung jederzeit
von Hand anzuhalten, so daß keine Unfallgefahren durch diese Bewegung in irgendeiner
Weise bestehen. Diese Gefahren können z.B. gegeben sein, wenn das Schutzgitter motorisch
oder über Pneumatikzylinder angehoben werden würde.
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Nach dem öffnen des Schutzgitters 9 kann die Bedienungsperson den
Spannrahmen 3 öffnen, das fertige Teil nach rechts herausziehen auf den Auflagetisch
23, wobei gleichzeitig ein neuer Folienbahnabschnitt zwischen die Spannrahmen 2,
3 eingezogen wird. Ein neuer Takt beginnt.
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Das Schließen des Schutzgitters 9 wird dadurch erleichtert, daß bei
geschlossenem Ventil 21 Luft über das Regulierventil 22 zuströmt, so daß die Ausgleichsgewichte
18 nach oben gezogen werden können.
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Die in den Fig. 1 und 2 gezeigte Vorrichtung kann auf einfache Weise
zur Skinverpackung eingesetzt werden. Hierzu wird an der Frontseite der Vorrichtung
ein Deckel geöffnet und ein Skinpacktisch 13 montiert, der strichpunktiert angedeutet
ist. Von diesem aus werden die Skinpackkartons mit darauf liegendem Packungsgut
auf den abgesenkten Tisch 4 geschoben, der Verfahrensablauf ist fast derselbe, nur
daß der Tisch nach beendetem Verpackungsvorgang oben stehenbleibt, bis die Skinverpackung
von der Bedienungsperson nach rechts auf den Ablagetisch 23 gezogen wurde.
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Wenn schwere Güter verpackt werden sollen, ist hierfür die in den
Fig. 1 und 2 dargestellte Vorrichtung nicht ideal geeignet, vielmehr sollte dann
ein Aufbau, wie er in den Figuren 3 und 4 dargestellt ist, gewählt werden. In diesem
Fall besteht die Vorrichtung aus einem Gestell 24, einem starren Tisch 25, einem
Beschickungstisch 26, einem Ablagetisch 27, zwei Spannrahmen 28, 29, die gemeinsam
vertikal über einen Antrieb verschoben werden kennen und wobei der obere Spannrahmen
29 vom unteren Spannrahmen 28 abgehoben werden kann, und einer horizontal verschiebbaren
Heizung 30. An der Frontseite ist wieder ein höhenbewegliches Schutzgitter 31 angebracht,
das über zwei Seile 32 mit Ausgleichsgewichten 33 verbunden ist. Letztere laufen
in Rohren 34, deren unteres Ende über die Vakuumleitung 35 mit der Vakuumpumpe 36
in Verbindung steht. Ein Ventil 37 dient dem Zu- und Abschalten des Vakuums in den
Rohren 34, ein Regulierventil 38 wieder der Regulierung der Höhe des Vakuums. Andererseits
führt eine Vakuumleitung 39 über ein Ventil 40 zum Tisch 25, auf dem das luftdurchlässige
Skinpackbrett 41 montiert ist. Zur Aufnahme einer Folienrolle 42 dient die Rollenaufnahme
43.
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Das Verfahren läuft hier folgendermaßen ab. Bei offenem Schuttgitter
9, abgesenktem Spannrahmen 28, 29 und hochgeklapptem oberen Spannrahmen 29 wird
ein Abschnitt der Folienbahn 44 zwischen 2 Spannrahmen 28, 29 eingezogen und der
obere Spannrahm<#n 29 geschlossen. Durch Betätigung des Antriebsmittels werden
die Spannrahmen 28, 29 gemeinsam parallel aufwärts gefahren. Jetzt kann man von
links deh Skinpackkarton 45 mit darauf liegendem Verpackungsgut 46 auf das Skinpackbrett
41 zuführen und das S(-hutzgitter 31 von Hand schließen. Mit der Einleitung Heizung
vor" beginnt der automatische Ablauf, bestehend aus Aufheizen des Folienbahnabschnittes,
Absenken der Spannrahmen 28, 29 , Einschalten des Vakuums , Skinverpacken des Verpackungsgutes
46, Zurückfahren der Heizung, Kühlen der Folie und nun automatisches öffnen des
Schutzgitters 31, in dem Vakuum über das Ventil 37 in den Rohren 34 wirksam wird.
Danach kann die Bedienungsperson den Spannrahmen 29 hochklappen und die fertige
Verpackung nach rechts zum Ablagetisch 27 befördern, gleichzeitig einen neuen Folienbahnabschnitt
einziehen. Der Ablauf beginnt erneut.
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Da zwischen den Rohren 19, 34 und den Ausgleichsgewichten 18, 33 ein
gewisses Spiel vorhanden ist - will man nicht eine zu genaue und teuere Fertigung
anwenden - wird vorgeschlagen'zur Abdichtung in einer Nut in den Ausgleichsgewichten
18, 33 einen O-Ring 47 oder ein anderes geeignetes Dichtelement vorzusehen.
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Das automatische Anheben der Schutzgitter 9, 31, geschieht, wie beschrieben,
auf recht einfache Weise. Vakuum ist immer vorhanden, so daß diese Möglichkeit auch
dann gegeben ist, wenn die Bewegungen von Heizung 7, 30 und Tisch 4 bzw. Spannrahmen
28, 29 motorisch vorgenommen werden und die Vorrichtung damit keine Druckluftzufuhr
benötigt. Motorisch wäre die Schutzgitterbeweg#ng wesentlich aufwendiger.