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Anlage zur Herstellung eines
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Hohlkörpers Die Erfindung bezieht sich auf eine Anlage zur Herstellung
eines Hohlkörpers aus zwei schalenförmigen Teilkörpern, mit zwei zur Herstellung
der Teilkörper dienenden Teilformwerkzeuge, einem Spannrahmenpaar, wobei relativ
zu jedem Spannrahmen ein Teilformwerkzeug verschiebbar ist und mit Heizvorrichtungen
zum Aufheizen von aus thermoplastischem Kunststoff bestehenden Platten vor ihrer
Verformung zu den Teilkörpern sowie gegebenenfalls mit einer Einlegeeinrichtung
für die zu verformenden Platten und gegebenenfalls einer Hohlkörperentnahmeeinrichtung
Bei einer bekannten Anlage dieser Art (DE-PS 14 79 080) ist nur eine einzige Arbeitsstation
vorgesehen in welcher -nacheinander zwei aus thermoplastischem Kunststoff bestehende
Platten jewei#ls in einen Spannrahmen eines Spannrahmenpaares eingelegt, anschließend
durch eine Heizeinrichtung aufgeheizt und hierauf mittels jeweils eines Teilformwerkzeuges
im Differenzdruckverfahren zu den schalenförmigen Teilkörpern verformt werden. Nach
der Verformung der aufgeheizten Platten zu den einzelnen schalenförmigen Teilkörpern
werden diese mittels der Teilformwerkzeuge gegeneinander gepreßt, wobei sie im Randbereich,
der noch eine ausreichende Temperatur aufweist, durch entsprechende Ausbildung der
Teilformwerkzeuge miteinander verschweißt und aus dem Abfallstück der Platten herausgetrennt
werden. Diese einzelnen Arbeitsvorgänge können nur nacheinander ablaufen, was einen
hohen Zeitaufwand für die Herstellung eines Hohlkörpers erfordert.
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Aufgabe der Erfindung ist es eine Anlage zur Herstellung eines Hohlkörpers
zu schaffen, bei der dieser Zeitaufwand wesentlich verkürzt ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß ausgehend von einer Anlage zur
Herstellung eines Hohlkörpers gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs dadurch gelöst,
daß an einem um eine Achse drehbar gelagerten Ständer oder Drehtisch mehrere Spannrahmenpaare
vorgesehen sind, daß mehrere um den Drehtisch herum angeordnete Arbeitsstationen
angeordnet sind, denen die Spannrahmenpaare taktweise zuführbar sind, und daß die
Anzahl der Spann rahmenpaare der Anzahl der vorgesehenen Arbeitsstationen entspricht.
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Durch diese Ausgestaltung wird erreicht, daß die einzelnen Arbeitsvorgänge,
wie Einlegen der Platten, Aufheizen derselben, Verformung der Platten und Verschweißen
derselben zu einem Hohlkörper sowie Auswerfen des fertigen Hohlkörpers gleichzeitig
erfolgen können, da es möglich ist,für jeden diesen Arbeitsvorgang eine Arbeitsstation
vorzusehen, der aufeinanderfolgend in einem vorgebenen Arbeitstakt jedes Spannrahmenpaar
der Reihe nach zugeführt wird. Da in jeder Arbeitsstation ein bestimmter Arbeitsvorgang
getrennt und unabhängig von dem anderen Vorgang durchgeführt werden kann, können
die einzelnen Arbeitsvorgänge zeitlich nebeneinander ablaufen, so daß die Gesamtzeit
zur Herstellung eines Hohlkörpers auf einen Bruchteil derjenigen Zeitspanne gesenkt
werden kann, der erforderlich ist, um einen Hohlkörper in der oben beschriebenen
bekannten Anlage herzustellen, da dort die einzelnen Arbeitsvorgänge nur nacheinander
durchgeführt werden können.
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Beim Aufheizen der aus Kunststoff bestehenden Platten durch die in
der Heizstation vorgesehenen Heizschirme werden die Platten soweit erweicht, daß
sie durchhängen.
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Hierdurch gelangen die zentralen Bereiche in eine wesentlich andere
Lage in bezug auf die Heizschirme als die Randbereiche, wodurch je nach Anordnung
des Heizschirmes der zentrale Bereich entweder überheizt oder zu wenig aufgeheizt
wird. Die Folge hiervon sind Unregelmäßigkeiten bei der Werkstoffverformung in der
Formstation.
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Um diesen Nachteil einer ungleichmäßigen Dehnung des Werkstoffes in
der Formstation,verursacht durch die ungleichmäßige Aufheizung, zu vermeiden,ist
gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß in der Heizstation
beiden Spannrahmen jeweils eine Differenzdruckglocke im Betriebszustand abgedichtet
zugeordnet und mit einem Differenzdruck gegenüber der Atmosphäre derart beaufschlagbar
ist, daß der herrschende Differenzdruck die erwärmte und erweichte Platte gegen
ein Durchhängen abstützt.
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Um eine gleichmäßige und schnelle Erwärmung der Platte zu gewährleisten
kann in weiterer Ausgestaltung der Erfindung in der Differenzdruckglocke eine Heizung
vorgesehen sein.
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Diese Heizung ist zusätzlich zu einer außerhalb der Differenzdruckglocke
angeordneten Heizung vorgesehen.
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Wenn aus Kostengründen eine zusätzliche Heizung eingespart werden
soll, so ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung möglich die Differenzdruckglocke
gegen Wärmeverlust zu isolieren, wodurch die durch die Kunststoffplatte hindurchdringende
Infrarotstrahlung die Differenzdruckglocke aufheizt. Aufgrund von Konvektion innerhalbrdne,s,
3eschlossonen
Raumes im Inneren der Differenzdruckglocke wird diese
Wärme benutzt,um die Rückseite der eingespannten Platte zu erwärmen.
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Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise dargestellt. In
dieser zeigen: Fig. 1 eine Draufsicht einer Anlage zur Herstellung eines Hohlkörpers
gemäß der Erfindung; Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1, Fig. 3
einen Schnitt nach der Linie III-III in Fig. 1; und Fig 4 eine Variante der Heizstation.
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Um einen Drehtisch, der insgesamt mit 1 bezeichnet ist, sind vier
Arbeitsstationen angeordnet, die die Bezugs~ zahlen I, II, III und IV tragen. Die
Station I ist die Platten-Einlegestation, Station II ist die Heizstation, Station
III ist die Formstation und Station IV ist die Entnahmestation.
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An dem Drehtisch, der um eine vertikale Achse 2 drehbar gelagert ist,
sind mehrere Spannrahmenpaare 3, 4; 5, 6; 7, 8 und 9, 10 angeordnet, deren Anzahl
der Anzahl der Arbeitsstationen I bis IV entspricht.
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In der Platten-Einlegestation, die insbesondere aus Fig. 3 ersichtlich
ist, wird mit Hilfe eines Transportwagens 11 jedem Spannrahmen des Spannrahmenpaares
3, 4 eine aus thermoplastischem Kunststoff bestehende Platte 12, 13 zugeführt, die
auf einem Stapel 14 aufgestapelt sind. Der Transportwagen 11 weist Sauggreifer 15
für die Platten auf und ist um seine Längsachse 16 drehbar gelagert, so daß er entsprechend
dem Pfeil 17 verdreht werden kann. Hierdurch können die einander gegenüberliegenden
Greifer 15 nacheinander eine Platte von dem
Stapel 14 entnehmen,
worauf nach einer Verschiebung des Transportwagens entsprechend dem Pfeil 18 die
Platten 12 und 13 an die Spannrahmen 3 und 4 abgegeben werden können, wo sie mittels
Klemmeinrichtungen 19 und 20 festgehalten werden.
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Nach dem Einlegen von zwei Platten in die Spannrahmen 3 und 4 wird
der Drehtsich 1 um eine viertel Umdrehung weitergedreht, so daß das Spannrahmenpaar
3, 4 aus der Platten-Einlegestation I in die Heizstation II gelangt.
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Diese ist, wie die gesamten Darsteillungen, schematisch gezeigt und
weist eine insgesamt mit 21 bezeichnete Heizeinrichtung auf, die mehrere Heizschirme
22 bis 25 umfaßt, die zur beidseitigen Beheizung der Platten 12 und 13 dienen. Im
dargestellten Ausführungsbeispiel sind der Heizschirm 22 mittels eines Arbeitszylinders
26 die Heizschirme 23 und 24 mittels eines Arbeitszylinders 27 und der Heizschirm
25 mittels eines Arbeitszylindes 28 aus ihrer mit vollen Linien dargestellten Ruhelage
in eine mit strichpunktierten Linien dargestellte Betrieb lage verschiebbar, in
welcher die von den Spannrahmen 3 und 4 gehaltenen Platten 12 und 13 aufgeheizt
werden können.
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Nach dem Aufheizen der Platten 12 und 13 in der Heizstation II wird
der Drehtisch wiederum um eine viertel Umdrehung weitergedreht, so daß das Spannrahmenpaar
3,4 nun in die Formstation III gelangt, die aus der Schnitt~ darstellung in Fig.
3 erkennbar ist. Die Formstation III weist eine insgesamt mit 29 bezeichnete einseitig
betriebene Presse bzw. Formvorrichtung auf, die ein Teilformwerkzeug in Form eines
Oberwerkzeuges 30 und ein Teilformwerkzeug in Form eines Unterwerkzeuges 31 umfaßt.
Das Oberwerkzeug 30 ist mittels einer Hubeinrichtung 32 in vertikaler Richtung verfahrbar,
während das Unterwerkzeug 31 auf einem stationären Tisch 33 angeordnet ist.
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Zur Verformung der in den Spannrahmen befindlichen aufgeheizten Platten
wird der untere Spannrahmen 8 auf das Unterwerkzeug 31 abgesenkt und sitzt dort
abgedichtet auf diesem auf, während gleichzeitig das Oberwerkzeug 30 auf den Spannrahmen
7 abgesenkt und ebenfalls abgedichtet an diesem anliegt. Wenn die Teilformwerkzeuge
30 und 31 an den im beschriebenen Arbeitszyklus gerade in der Formstation befindlichen
Spannrahmen anliegen, werden mittels Differenzdruck die von den Spannrahmen gehaltenen
Platten 12 und 13 in das Ober- bzw. das Unterwerkzeug 30 bzw. 31 gedrückt, so daß
die beiden Teilkörper entstehen, welche nach ihrer Vereinigung den fertigen Hohlkörper
bilden. Nach der Verformung der erwärmten Platten werden die Spannrahmen, welche
nicht nur zusammen mit dem Drehtisch um eine vertikale Achse drehbar sondern auch
um eine nicht dargestellte horizontale Achse gegenüber dem Drehtsich klappbar sind,
aus dem Arbeitsbereich der Formwerkzeuge 30 und 31 herausgeklappt, worauf das Oberwerkzeug
30 mit dem soeben hergestellten Teilformkörper gegen das Unterwerkzeug 31 mittels
der Hubeinrichtung 32 gefahren wird, in welchem sich der untere Teilformkörper befindet.
Die beschriebenen Arbeitsvorgänge laufen so schnell ab, daß die Teilformkörper in
ihren Randbereichen noch schweißfähig sind, so daß sie beim Zusammendrücken der
beiden Formwerkzeuge 30 und 31 miteinander verschweißt werden. Durch Ausbildung
einer in der. Zeichnung nicht dargestellten Stanzkante an den Teilformwerkzeugen
ist es möglich, die beiden miteinander verschweißten Teilkörper aus dem Abfall der
jeweiligen Platten auszutrennen. Nach erfolgter Abkühlung wird das Oberwerkzeug
30 mittels der Hubeinrichtung 32 wieder nach oben gefahren, die Spannrahmen in ihre
horizontale Lage geklappt und der Drehtisch um eine weitere viertel Drehung weitergedreht.
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Die Presse bzw. Formvorrichtung kann auch so ausgebildet werden, daß
das Unterwerkzeug 31 ebenfalls heb- und senkbar geführt ist.
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Aufgrund der Weiterdrehung des Drehtisches gelangt das Spannrahmenpaar
3, 4 nun in die Entnahmestation IV.
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In dieser Entnahmestation IV wird der untere Spannrahmen, z. B. 4,
geöffnet, das Formteil wird mit Hilfe eines Tabletts 34, das mittels eines Hubzylinders
35 anhebbar ist, ausgehoben. Im oberen Endpunkt neigt sich das Tablett 34 und das
fertige Formteil rutscht aus der Maschine, wie dies durch den Pfeil 36 angedeutet
ist.
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Die im Zusammenhang mit dem Spannrahmenpaar 3, 4 beschriebenen Arbeitsvorgänge
laufen selbstverständlich auch in den anderen Spannrahmenpaaren ab und zwar zeitlich
in der gleichen Reihenfolge, so daß diese oben beschriebenen Arbeitsvorgänge aufgrund
der Vielzahl der Spannrahmenpaare gleichzeitig ablaufen können.
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Während beispielsweise in das Spannrahmenpaar 3, 4 in der Platteneinlegestation
neue Platten eingelegt werden, werden gleichzeitig bereits vorher eingelegte Platten
in dem Spannrahmenpaar 5, 6 in der Heizstation II aufgeheizt. Zum gleichen Zeitpunkt
werden in dem Spannrahmenpaar 7, 8 die vorher erwärmten Platten in der Presse 29
verformt, gleichzeitig erfolgt eine Entnahme eines fertigen Teiles aus dem. Spannrahmenpaar
9, 10 in der Entnahme~ station IV.
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Wenn der herzustellende zweischalige Hohlkörper mit Verstärkungen
oder inneren Versteifungen ausgeführt werden soll, wie dies beispielsweise bei einem
Surfbrett erforderlich ist, so ist es möglich vor der Verformung der aufgeheizten
Platten Verstärkungsteile in die Werkzeuge, z. B. für den Bereich des Schwert- oder
Finnenkastens einzubringen. Ebenso ist es möglich, einen Versteifungs kern manuell
oder automatisch kurz vor dem endgültigen Zusammenfahren der beiden Formteilhälften
so anzuordnen, daß dieser mit eingeschweißt wird.
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In Fig. 4 ist eine Variante der in Fig. 2 dargestellten Heizstation
gezeigt, wobei die wesentliche Abänderung gegenüber der äus Fig. 2 ersichtlichen
Ausgestaltung darin besteht, daß innerhalb eines die Heizstation umgebenden Gehäuses
37 Differenzdruckglocken 38 und 39 angeordnet sind, die mit den in diese Station
einfahrbaren Spannrahmen, z. B. 3, 4 in abdichtende Verbindung treten können, wie
dies zwischen den Spannrahmen und den Formwerkzeugen in der Formstation möglich
ist. Zu diesem Zweck sind die Differenzdruckglocken 38 und 39 entsprechend den Doppelpfeilen
40 und 41 in der Höhe geringfügig verfahrbar, so daß sie mit den Dichtungen 42 und
43 gegen die Spannrahmen 3, 4 gedrückt und von diesen wieder gelöst werden können.
Die Differenzdruck~ glocken 38 und 39 sind doppelwandig und somit hohl ausgebildet
und an Differenzdruckqüellen mittels der Leitungen 44 und 45 anschließbar. Die obere
Differenzdruckglocke 38 ist an eine Unterdruckquelle anschließbar, so daß der mit
46 bezeichnete Raum in der Glocke, der durch die Platte 12 abgeschlossen ist einer
Unterdruck~ wirkung ausgesetzt werden kann,wodurch die mittels eines Heizschirmes
47 aufgeheizte Platte 12 trotz ihrer Erweichung nicht nach unten sondern gegebenenfalls
nach oben in die strichpunktierte Lage ausbeult. Hierdurch entfällt eine Überheizung
der zentralen Bereiche aufgrund der üblicherweise eintretenden Durchbiegung Die
untere Differenzdruckglocke 39 ist an eine Druck~ quelle anschließbar, so daß der
durch die aus Kunststoff bestehende Platte 13 abgeschlossene Raum 48 der Differenzdruckglocke
einer Überdruckwirkung aussetzbar ist, wodurch die Platte 13 in die in der Fig.
4 dargestellte strichpunktierte Lage ausgedrückt werden kann und nicht
nach
innen durchhängt, so daß auch hier eine ungleichmäßige Wärmebeaufschlagung durch
einen Heizschirm 49 vermieden werden kann. Selbstverständlich ist die Platte durch
die Überdruckwirkung auch in der horizontalen Lage einstellbar, was von dem aufgebrachten
Differenzdruck abhängt.
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Innerhalb der Differenzdruckglocken können zusätzlich zu den außerhalb
angeordneten Heizschirmen 47 und 49 weitere Heizschirme 50 und 51 vorgesehen sein.
Es ist aber auch möglich die Differenzdruckglocken so gegen Wärmeverlust zu isolieren,
daß die durch die Platten 12 und 13 hindurchdringende Infrarotstrahlung die Differenzdruckglocken
erwärmt, wodurch diese Erwärmung mittels Konvektion an die Rückseite der Platten
12 und 13 abgegeben werden kann. Bei einer solchen Ausgestaltung können die im Inneren
angeordneten Heizschirme 50 und 51 entfallen.