DE4007042A1 - Produktionsmaschine und verfahren zur herstellung von massenartikeln - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Produktionsmaschine, insbe­ sondere Blasformmaschine, und ein Verfahren zur Herstel­ lund von Massenartikeln, insbesondere Kunststoff-Behälter, bei der wenigstens auf der Produktausgabeseite zum Schutz des Bedienungspersonals vor gefährlichen rotierenden bzw. hydraulisch verfahrbaren Maschinenteilen am Maschinenge­ häuse eine verschiebbare Schutzeinrichtung zum Verschließen der Produktausgabeöffnung vorgesehen ist und die Produktions­ maschine während der Ausgabe eines fertigen Produktes ange­ halten und blockiert wird, bis das Produkt von außen abge­ nommen ist.

Eine derartige Produktionsmaschine kann z. B. eine Blas­ formmaschine zur Herstellung von großvolumigen Kunststoff- Fässern oder flaschenförmigen Behältern sowie Kanistern sein. Dabei wird in der Blasstation über eine temperierte Ringspalt­ düse ein verformbarer Kunststoffschlauch erzeugt, der in der eigentlichen Blasform mittels eingebrachtem innerem Gasdruck auf seine endgültige Faßform aufgeblasen wird. Nach einem ge­ wissen Abkühlvorgang innerhalb der Blasform, die aus zwei in Längsrichtung geteilten Formhälften besteht, wird die Blasform in Horizontalrichtung auseinandergefahren und das fertige Kunst­ stoff-Faß wird - nachdem das vergleichsweise dünnwandige Kunst­ stoffmaterial auf eine bestimmte Temperatur mit ausreichender Faß-Formbeständigkeit abgekühlt ist - von einem der Blasformma­ schine angegliederten automatischen Faßgreifer aus der geöffneten Blasform entnommen und aus der Blasformmaschine heraustransportiert.

Da die Blasformmaschine mit hydraulisch betätigten Formteilen, beheizten Extruderstrecken etc. ausgestattet ist, ist eine der­ artige Produktionsmaschine zur Herstellung/Bearbeitung von Mas­ senartikeln wie z. B. auch eine vollautomatische Drehbank oder Bohrstation zur Bearbeitung von Werkstücken, aus Sicherheitsgrün­ den zum Schutz für das Bedienungspersonal wenigstens in den ge­ fährlichen Arbeitsbereichen mit rotierenden oder zusammenfahrba­ ren Maschinenteilen mittels eines Schutzgitters oder Schutzge­ häuses eingekapselt.

Zum Einspannen eines Werkstückes in ein Spannfutter (Drehbank) und zur Entnahme des fertigen Werkstückes oder Massenproduktes (Kunststoff-Faß) aus der Blasform ist innerhalb des Schutzge­ häuses an entsprechender Stelle eine Produktausgabeöffnung vor­ gesehen, die mittels einer Tür bzw. Klappe geöffnet und ver­ schlossen werden kann. Bei geöffneter Tür ist während des Öff­ nungszeitraumes über eine mit der geöffneten Tür in Verbindung stehende Sicherungsschaltung gewährleistet, daß die Bearbeitungs- bzw. Produktionsmaschine stillsteht und nicht in Gang gesetzt werden kann.

Bei einer Blasformmaschine erfolgt die Faßausgabe aus der Blas­ form in eine Produktausgabeposition außerhalb der Produktions­ maschine mittels eines integrierten automatischen Faßgreifers. Der Faßgreifer hält das fertige Faß über einen gewissen Zeit­ raum in dieser Ausgabeposition, bis das Faß von Hand gegriffen und abtransportiert wird.

Der Faßausgabevorgang dauert also eine geraume Zeit, in der die Produktionsmaschine für die weitere Fertigung blockiert ist (Totzeit).

Aufgrund zukünftiger steigender Sicherheitsanforderungen oder beispielsweise bei einem Einsatz der Maschine in Drittländern und Bedienung durch ein Personal ohne Fachausbildung ist es er­ strebenswert,den Sicherheitsstandard einer derartigen Maschine zu erhöhen.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, zum einen die Bedienungssicherheit und zum anderen gleichzeitig die Produktions­ leistung einer Produktionsmaschine zur Herstellung von Massen­ artikeln zu erhöhen.

Diese Aufgabe wird in konstruktiver Ausgestaltung dadurch gelöst, daß die Produktionsmaschine auf der Produktausgabeseite vor der Produktausgabeöffnung eine direkt angeschlossene kabi­ nenartige bzw. schleusenkammerartige Produktübergabestation auf­ weist, in welche ein maschineninterner automatischer Faßgreifer das gerade erzeugte fertige Produkt bzw. Faß ausgibt, wobei die Produktübergabestation vorderseitig bzw. außen und rückseitig bzw. innen zum Maschinengehäuse hin jeweils eine mit jeweils wenigstens einem Signalgeber versehene türartige Schließein­ richtung aufweist.

Durch die Vorsehung der Produktübergabestation mit einer in­ neren, zur Blasformmaschine weisenden und einer äußeren tür­ artigen Schließeinrichtung kann der Produktionsbetrieb mit kürzeren Zwischenzeiten zwischen den einzelnen Produktions­ zyklen erfolgen bei gleichzeitiger Gewährleistung, daß ein Eingreifen von außen in die Maschine während des Produktions­ prozesses unmöglich ist.

Nach Fertigstellung eines Fasses in der Blasform ist die in­ nere Tür der Produktübergabestation geöffnet und die äußere Tür geschlossen. Der automatische Faßgreifer kann das fertig­ gestellte Faß sofort in der Produktübergabestation abstellen; die innere Tür wird geschlossen und sofort kann die Produktions­ maschine für den nächsten Fertigungsvorgang weiterfahren. Während des Fertigungsvorganges des nächsten Fasses ist aus­ reichend Zeit, um die äußere Tür der Produktübergabestation zu öffnen und das fertiggestellte Faß zu entnehmen.

In Ausgestaltung der Erfindung ist eine Schaltung der Produktions­ maschine mit den Signalgebern der Schließeinrichtungen vorge­ sehen, mittels derer die Produktionsmaschine angehalten und blockiert ist, sofern beide Schließeinrichtungen gleichzeitig geöffnet bzw. mittels derer die Produktionsmaschine betriebs­ bereit ist, sofern wenigstens eine der Schließeinrichtungen der Produktübergabestation geschlossen ist.

Die Signalgeber bzw. elektrischen Kontaktgeber können dabei vor­ zugsweise an geschützter Stelle z. B. unterhalb der Produktüber­ gabestation an den Scharnieren der Türen oder deren mit Hydrau­ likzylindern in Verbindung stehenden Betätigungshebeln ange­ ordnet sein.

Eine beabsichtigte unzulässige Überbrückung der Signalgeber der beiden Schließeinrichtungen gleichzeitig ist für eine einzelne Person damit ausgeschlossen; der Sicherheitsstandard der Blasformmaschine ist somit erheblich verbessert.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist ein weiterer dritter Signalgeber vorgesehen, der die Anwesenheit bzw. das Vorhandensein eines Produktes (Fasses) oder eines be­ liebigen anderen Gegenstandes/Objektes wie z. B. einer Person innerhalb der Produktübergabestation anzeigt, wobei der weitere Signalgeber derart mit dem Signalgeber der inneren Schließeinrichtung geschaltet ist, daß eine In­ betriebnahme der Produktionsmaschine bei geöffneter innerer Schließeinrichtung und Signalgebung bzw. Anzeige des weiteren Signalgebers darüber, daß noch ein Produkt bzw. Gegenstand in der Produktübergabestation vorhanden ist, ausgeschlossen ist. Hierdurch wird die Inbetriebnahme der Blasformmaschine weiter abgesichert.

In verfahrenstechnischer Hinsicht wird eine leistungs­ steigernde Totzeitverkürzung verbunden mit einer Erhöhung des Sicherheitsstandards gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß das fertige Produkt zunächst in eine der Produktions­ maschine direkt angegliederte, nach außen abgeschlossene Produktübergabestation übergeben wird und die Produktions­ maschine in Abhängigkeit von wenigstens einem Signal wenig­ stens eines Signalgebers, unabhängig von der Entnahmegeschwin­ digkeit des Produktes aus der Produktübergabestation, weiter­ gefahren und das nächste Produkt erzeugt wird.

Dadurch wird die Blasformmaschine unabhängig von der manuellen Entnahmegeschwindigkeit des Fasses aus dem automatischen Faß­ greifer; die Taktzeit der Produktionsschritte bzw. die Totzeit zwischen zwei Produktionsschritten wird verkürzt und damit ins­ gesamt die zeitbezogene Produktionsleistung der Blasformmaschine erheblich gesteigert. Für die Faßausgabe aus der Blasform in die Produktübergabestation wird lediglich ein Bruchteil der bisher erforderlichen Zeit benötigt, so daß die Blasformmaschine wesentlich früher mit dem nächsten Produktionszyklus beginnen kann.

Für die manuelle Entnahme des Produktes bzw. Fasses aus der Produktübergabestation steht dann ein erheblich längerer Zeitraum zur Verfügung; das fertige Produkt (Faß) muß also spätestens bis zur Eingabe des nächsten fertigen Produktes (Fasses) aus der Produktübergabestation entnommen sein, ohne daß Verzögerungen in der Produktionsfolge auftreten.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles in Gestalt einer Blasformmaschine für Kunststoff-Behälter näher erläutert und beschrieben.

Es zeigen

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Blasformmaschine in Seiten­ ansicht,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Blasformmaschine aus Fig. 1 und

Fig. 3 in vergrößerter Darstellung eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Produktübergabestation.

In Fig. 1 ist mit der Bezugsziffer 10 eine Blasformmaschine für großvolumige Kunststoff-Fässer (z. B. 220 l) bezeichnet. Die Blasformmaschine 10 umfaßt einen äußeren gehäuseartigen Maschinenrahmen 12 mit einer darauf angeordneten Arbeitsbühne 16, die über eine entsprechende Treppe 18 erreichbar ist. Auf der Arbeitsbühne 16 erstreckt sich ein Extruder 14 mit angeschlos­ senem Extruderantrieb 28 von einer Rohmaterial-Mischein­ richtung 20 aus, die mit zwei Rohmaterial-Silos 24 und 28 für Kunststoff-Granulat verbunden ist, bis hin zu einem Akkukopf 22 (Materialspeicher mit Ringdüsenkopf), der direkt oberhalb der eigentlichen Blasform-Station 32 angeordnet ist. Die Blasform- Station 32 besteht im wesentlichen aus zwei hydraulisch verfahr­ baren Blasform-Hälften 42, 44 (Fig. 2), die als bewegliche Ma­ schinenteile eine Gefährdung für das Bedienungspersonal dar­ stellen und aus diesem Grunde von einem umschließenden Schutz­ gitter 30 abgeschirmt sind.

Zur Ausgabe eines fertigen Produktes bzw. Fasses 36 weist das Schutzgitter 30 eine Produktausgabeöffnung 76 auf. Die fertigen Fässer werden mittels eines maschineninternen zeich­ nerisch nicht näher dargestellten Faßgreifers aus der Produkt­ ausgabeöffnung 76 herausgefördert und in einer dort angeordneten Produktübergabestation 34 abgesetzt bzw. von Hand abgenommen und weitergeleitet. Oie Produkt­ übergabestation 34 weist zur Seite der Produktausgabeöff­ nung 76 hin eine innere Schließeinrichtung bzw. Tür 46 und auf der gegenüberliegenden Seite eine äußere Schließ­ einrichtung bzw. Tür 48 auf. Die Schließeinrichtungen bzw. Türen 46, 48 können verschiedenartig realisiert sein, z. B. aus geteilten Türhälften 66, 68 und 70, 72 (Fig. 3) bestehen, und werden mittels einer unterhalb der Produktübergabestation 34 angeordneten elektrisch/hydraulischen Antriebseinheit 38 betätigt. Mit dem Pfeil 40 ist die Entnahmerichtung eines fer­ tigen Fasses 36 aus der Produktübergabestation 34 bei geöff­ neter äußerer Tür 48 verdeutlicht.

In Fig. 1 ist weiterhin innerhalb der Produktübergabestation 34 unterhalb des Fasses 36 eine Wiegeeinrichtung 56 erkennbar, die als elektrischer Signalgeber ausgebildet ist.

In Fig. 2 ist innerhalb der Blasform-Station 32 die horizon­ tale Verfahrbarkeit der beiden Blasform-Hälften 42, 44 mittels zweier Pfeile angedeutet. Die Produktübergabestation 34 ist beispielsweise mittels Rollen auf blasformgehäuseseitig vorge­ sehenen Schienen aufgehängt und in Horizontalrichtung in eine in gestrichelter Darstellung angedeutete Inspektions-Position 50 (Stand-by-Position), z. B. für Reparaturarbeiten an der Blasform oder zum Einsetzen anderer Blasform-Hälften, verschiebbar ausge­ bildet.

Am Gehäuse-Schutzgitter 30 sind dabei zwei Signalgeber bzw. Mikroschalter 60, 62 angebracht (vgl. Fig. 3), die ein elek­ trisches Signal abgeben und anzeigen, ob sich die Produktüber­ gabestation 34 in Normalposition vor der Produktausgabeöffnung 76 oder in Inspektions-Position 50 befindet. Für Reparaturarbeiten kann dann die Produktionsmaschine mit einem niedrigeren Hydrau­ likdruck in langsamer und ungefährlicher Weise betrieben werden.

In der vergrößerten Darstellung in Fig. 3 ist die Faß­ position 52 innerhalb der Blasformhälften angedeutet.

Nach Fertigstellung und ausreichender Abkühlung des Faß­ körpers auf Formbeständigkeit ergreift ein zeichnerisch nicht näher dargestellter maschineninterner Faßgreifer das soeben hergestellte Faß und befördert es gemäß Produkt­ ausgabe-Pfeil 54 in die dargestellte Position 58 innerhalb der Produktübergabestation 34. Währenddessen beginnt bereits der nächste Produktionszyklus in der Blasformmaschine.

Die Steuerung der Blasmaschine und der Schließeinrichtungen der Produktübergabestation erfolgt über eine Programmauto­ matik mit Möglichkeit einer Handschaltung z. B. in einem zuge­ ordneten Schaltschrank.

Die mit den Türhälften 66, 68 und 70, 72 in Verbindung stehenden Signalgeber sind mit deren Scharnier-Drehzapfen verbunden, die mit Hydraulikzylindern und Drehhebeln betätigt werden. Diese Einrichtungen sind an geschützter Stelle im Gehäuse der Antriebseinheit 38 unterhalb der Produktübergabestation 34 an­ geordnet. Über die elektrischen Schaltsignale der Signalgeber wird der jeweilige Zustand bzw. die Stellung der inneren und äußeren Schließeinrichtungen (Türen) angezeigt.

Unterhalb des Faßkörpers 58 ist als weiterer Signalgeber eine elektrische Wiege-Einrichtung angeordnet, die jeweils anzeigt, ob sich noch ein Faß oder ein sonstiger Gegenstand oder z. B. eine Person in der Produktübergabestation befindet.

Als weitere Sicherheitsvorkehrung sind die Innenkanten der bei­ den inneren Türhälften 66, 68 als auch die Innenkanten der bei­ den äußeren Türhälften 70, 72 jeweils mit einer Berührungskontakt­ leiste 74 versehen, die als elektrische Signalgeber über elek­ trische Schaltsignale den Schließvorgang der Türhälften unter­ brechen und abbremsen, sofern beim Schließen der äußeren Türen noch jemand in die Produktübergabestation hineingreift. Dadurch wird eine Verletzungsgefahr des Bedienungspersonales ausge­ schlossen.

In gestrichelter Ausführung sind in Fig. 3 die Türhälften in geöffnetem Zustand dargestellt.

Die Produktübergabestation ist vorzugsweise als allseitig geschlossene Produkt-Schleusenkammer mit stabilen, vorzugs­ weise durchsichtigen Kunststoff-Seitenwänden 64 und Türen 46, 48 ausgebildet.

Die Produktübergabestation 34 könnte z. B. auch entsprechend größer ausgebildet werden, so daß zwei oder mehrere Fässer aufgenommen werden könnten. Die Wiegeeinrichtung könnte dann z. B. nach Art eines Rollentransportbandes oder Rollen­ förderers mit entsprechenden Wiegekontakten ausgebildet sein.

Die vordere und hintere Schließeinrichtung der Produkt­ übergabestation oder die Berührungskontaktleisten an den Türinnenkanten können beispielsweise auch als optische Lichtleistenschalter (Leuchtquelle/Fotozelle), lnfrarot­ schalter oder ähnliche Signalgeber realisiert werden.

Zur Funktionsweise

Die elektronische Steuerung der Blasformmaschine ist in die Antriebseinheit 38 für die Türen 66, 68 und 70, 72 unterhalb der Produktübergabestation 34 integriert. Dort sind auch die Signalgeber/Schalter zum Anzeigen der jeweiligen Türstellungen angeordnet. Bei gleichzeitig geöffneten inneren und äußeren Türen ist die Blasformmaschine gesperrt und die Blasformhälften können nicht zusammengefahren werden.

Sofern nur eine der beiden Türen 66, 68 und 70, 72 geöffnet ist oder beide Türen geschlossen sind, ist die Produktions­ maschine betriebsbereit, und es steht der volle Hydraulik­ druck an den Hydraulikzylindern an.

Bei Öffnen nur der inneren Türhälften 66, 68 und gleich­ zeitiger Signalanzeige der Wiegeeinrichtung 56, daß sich noch ein Faß (Objekt) oder eine Person innerhalb der Produkt­ übergabestation befindet, wird die Blasformmaschine automatisch gestoppt. Dadurch wird die Absicherung der Maschine gegen Unfälle erheblich gesteigert. Der Ausgabevorgang eines Fasses in die Pro­ duktübergabestation mit anschließender, sofortiger Bereitschaft zum nächsten Produktionsvorgang erfolgt in verkürzten Taktzeiten, wobei für die Produktentnahme aus der Produktübergabestation nun­ mehr ein erheblich längerer Zeitraum zur Verfügung steht. Durch die Verkürzung der Taktzeiten wird eine Leistungssteigerung bzw. Erhöhung der Produktmenge von 5 bis 10% erreicht.

Bezugszeichenliste

10 Blasformmaschine
12 Maschinenrahmen (Gehäuse)
14 Extruder
16 Arbeitsbühne
18 Treppe
20 Materialmischeinrichtung
22 Ringdüsenkopf (Materialspeicher)
24 Materialsilo
26 Materialsilo
28 Extruderantrieb
30 Schutzgitter
32 Blasform-Station
34 Produktübergabestation
36 Faß (Produkt)
38 Antriebseinheit für 46, 48
40 Produktentnahmerichtung
42 Blasform-Hälfte rechts
44 Blasform-Hälfte links
46 innere Tür
48 äußere Tür
50 Inspektions-Postition
52 Blasform-Faßposition
54 Produktausgabe
56 Wiege-Einrichtung
58 Faß in 34
60 Mikroschalter
62 Mikroschalter
64 stabile Seitenwand
66 innere rechte Türhälfte
68 innere linke Türhälfte
70 äußere rechte Türhälfte
72 äußere linke Türhälfte
74 Berührungskontaktleiste
76 Produktausgabeöffnung

Claims (9)

1. Produktionsmaschine zur Herstellung von Massenartikeln, insbesondere Blasformmaschine für Kunststoff-Behälter, bei der wenigstens auf der Produktausgabeseite zum Schutz des Bedienungspersonals vor gefährlichen ro­ tierenden bzw. hydraulisch verfahrbaren Maschinen­ teilen am Maschinengehäuse eine Schutzeinrichtung zum Verschließen der Produktausgabeöffnung vorge­ sehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Produktionsmaschine (10) auf der Produktausgabeseite vor der Produktausgabeöffnung (76) eine direkt ange­ schlossene kabinenartige Produktübergabestation (34) aufweist, in welche ein maschineninterner automatischer Faßgreifer das gerade erzeugte fertige Produkt ausgibt, wobei die Produktübergabestation (34) vorderseitig bzw. außen und rückseitig bzw. innen jeweils eine mit jeweils wenigstens einem Signalgeber (74) versehene türartige Schließeinrichtung (46, 48) aufweist.

2. Produktionsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schaltung der Produktionsmaschine (10) mit den Signalgebern (74) der Schließeinrichtungen (66, 68; 70, 72) vorgesehen ist, mittels derer die Produktions­ maschine (10) angehalten und blockiert ist, sofern beide Schließeinrichtungen (66, 68; 70, 72) gleichzeitig geöffnet sind bzw. mittels derer die Produktionsmaschine betriebsbereit ist, sofern wenigstens eine der Schließ­ einrichtungen (66, 68; 70, 72) der Produktübergabestation (34) geschlossen ist.

3. Produktionsmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der Produktübergabestation (34) ein weiterer Signalgeber (56) vorgesehen ist, der die Anwesenheit bzw. das Vorhandensein eines Produktes oder eines be­ liebigen anderen Gegenstandes/Objektes innerhalb der Pro­ duktübergabestation (34) anzeigt.

4. Produktionsmaschine nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der weitere Signalgeber (56) derart mit dem Signal­ geber (74) der inneren Schließeinrichtung (66, 68) geschaltet ist, daß eine Inbetriebnahme der Produktions­ maschine (10) bei geöffneter innerer Schließeinrichtung (66, 68) und Signalgebung des weiteren Signalgebers (56) darüber, daß noch ein Produkt oder ein beliebiger an­ derer Gegenstand/Objekt in der Produktübergabestation (34) vorhanden/anwesend ist, ausgeschlossen ist.

5. Produktionsmaschine nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die inneren und äußeren Schließeinrichtungen der Produktübergabestation (34) als jeweils zwei Tür­ hälften (66, 68; 70, 72) ausgebildet sind, die jeweils auf ihren Innenlängskanten eine Berührungskontakt­ leiste (74) als Signalgeber aufweisen.

6. Produktionsmaschine nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der weitere Signalgeber innerhalb der Produktüber­ gabestation (34) als Wiegeeinheit (56) ausgebildet ist, die bei Druckbelastung das Vorhandensein eines Produktes oder eines beliebigen anderen Gegenstandes/Objektes anzeigt und ein elektrisches Schaltsignal abgibt.

7. Verfahren zur Herstellung von Massenartikeln mittels einer Produktionsmaschine, insbesondere Blasform­ maschine für Kunststoff-Behälter gemäß Patentanspruch 1, bei dem die Produktionsmaschine während der Ausgabe, eines fertigen Produktes angehalten und blockiert wird, bis das Produkt von außen abgenommen wird, dadurch gekennzeichnet, daß das fertige Produkt zunächst in eine der Produktions­ maschine direkt angegliederte Produktübergabestation übergeben wird und die Produktionsmaschine in Abhängig­ heit von wenigstens einem Signal wenigstens eines Sig­ nalgebers, unabhängig von der Entnahmegeschwindigkeit des Produktes aus der Produktübergabestation weiter­ gefahren und das nächste Produkt erzeugt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Eingabe des Produktes in die Produktübergabe­ station und bei der Herausnahme des Produktes aus der Produktübergabestation zwei voneinander unabhängige Signale erzeugt werden, die zur Steuerung bzw. zu einem Weiterfahren der Produktionsmaschine - nur in einem gegenüber dem Bedienungspersonal abgesicherten Zustand - verwendet werden.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei Vorhandensein eines Produktes oder eines be­ liebigen anderen Gegenstandes/Objektes oder einer Person in der Produktübergabestation ein weiteres drittes Signal erzeugt wird, das zur Steuerung bzw. zu einem abgesicherten Weiterfahren der Produktions­ maschine verwendet wird.