DE4033534C2 - Vorrichtung zum Formen, Stanzen und Stapeln von tiefgezogenen Teilen aus thermoplastischem Kunststoff - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Formen, Stanzen und Stapeln von tiefgezogenen Teilen aus thermoplastischem Kunststoff nach der Gattung des Hauptanspruches. Eine Vor­ richtung dieser Gattung ist durch das deutsche Patent DE 33 46 628 C2 bekannt. Bei dieser bekannten Vorrichtung wird sowohl die vertikale Bewegung des Formtisches als auch des­ sen Schwenkbewegung über Kurvenscheiben zwangsweise vorgenom­ men. Es ist folglich immer ein festgelegter Ablauf der bei­ den Bewegungen zueinander gegeben. Eine Erhöhung der Ge­ schwindigkeit der einen Bewegung hat automatisch die Erhö­ hung der anderen Bewegung zur Folge. Die absoluten Geschwin­ digkeiten ergeben sich aufgrund der Drehzahl des gemeinsamen Antriebes. Eine Änderung des Bewegungsablaufes zueinander würde den aufwendigen Tausch der recht teuren und präzise aufeinander abgestimmten Kurvenscheiben erfordern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Vorrichtung so auszubilden, daß eine Veränderung des Bewegungsablaufes der Schwenkbewegung zur Bewegung der Hubbewegung des Formtisches möglich ist, ohne daß Umbauten der Vorrichtung erforderlich sind. Die Veränderung sollte allein durch eine andere Pro­ grammierung der Steuerung möglich sein. Auf diese Weise kann der Ablauf der Schwenkbewegung an das zu fertigende Produkt und das eingesetzte Form/Stanzwerkzeug optimal angepaßt werden. Bekanntlich können mit einer Vorrichtung unterschied­ liche Werkzeuge für unterschiedlich gestaltete Produkte betrieben werden. Die anderen Vorteile der bekannten Vorrich­ tung sollten erhalten bleiben.

Zur Lösung der Aufgabe wird vorgeschlagen, den Antrieb für die Schwenkbewegung des Formtisches vom Antrieb der Hubbewe­ gung zu trennen und als Servomotor auszubilden, der entweder über einen Kurbeltrieb oder eine Kugelrollspindel mit zugehö­ riger Mutter am Formtisch angreift. Der Kurbeltrieb hat dabei den Vorteil eines sinusförmigen Bewegungsablaufes, was sich beim Anfahren der Endlagen positiv auswirkt. Der An­ trieb über Kugelrollspindel und Mutter bietet die Möglich­ keit, in einem gewissen Bereich den Kippwinkel leicht verän­ dern und damit optimal anpassen zu können. Bei beiden Antrie­ ben ist es durch den Einsatz eines Servomotors für das Schwenken möglich, dessen Drehzahl während eines Schwenkhu­ bes zu verändern, so daß ein gewünschter Bewegungsablauf der Kippbewegung erzielbar ist einschließlich eines sanften Anfahrens der Endlagen.

Ausführungsbeispiele der Vorrichtung nach der Erfindung sind anhand der schematischen Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 eine Vorderansicht der Vorrichtung bei abgesenktem Formtisch

Fig. 2 eine Seitenansicht der Vorrichtung, teilweise im Schnitt

Fig. 3 einen Schnitt durch die Antriebseinrichtung des Formtisches bei ihrer Ausbildung als Kurbeltrieb

Fig. 4 einen Schnitt durch die Antriebseinrichtung des Formtisches bei ihrer Ausbildung als Spindelan­ trieb über Kugelrollspindel und Mutter.

In einem Gestell 1 sind die wesentlichen Teile der Vorrich­ tung untergebracht, eine Rollenaufnahme 2 steht eingangsei­ tig. Zum intermittierenden Transport der von einer Rolle 3 abgezogenen Folienbahn 4 durch die Vorrichtung dient eine Transporteinrichtung 5, die aus nicht dargestellten umlaufen­ den Ketten mit Spitzlaschen besteht. Heizungen 6, 7 sind beiderseits der Folienbahn 4 angeordnet. In Durchlaufrich­ tung folgt eine Formstation 8, in der herzustellende Teile 9 durch Differenzdruck geformt und aus der Folienbahn 4 ausge­ stanzt werden.

Ein Formwerkzeug besteht aus einem Oberteil 10 und einem Unterteil 11, wobei das Oberteil 10 an einer starren Quer­ brücke 12 montiert ist. Diese kann lediglich in der Höhe durch eine nicht dargestellte Verstelleinrichtung der Höhe des Formwerkzeuges beim Einrichten angepaßt werden. Das Oberteil 10 wird in bekannter Weise von einer Matrize, einer Kopfplatte, Niederhaltern und Streckhelfern gebildet, wobei letztere vom Antrieb 13 bewegt werden.

Das Unterteil 11 wird gebildet durch die Teile Formeinsatz 14, Kühlblock 15, Abstreifer 16, Grundplatte 17 und Formbö­ den 18, die über Stangen 19 höhenverschiebbar ausgebildet sind.

Oberteil 10 und Unterteil 11 werden auf einer kurzen Strecke für die erforderliche Axialbewegung zueinander über Führungs­ zapfen 20 geführt. Das Unterteil 11 ist auf einem höhenbeweg­ lichen und schwenkbaren Formtisch 27 befestigt, in dem bei­ derseits 2 Lagerzapfen 28 montiert sind, die außen in einem Lager 29 sitzen. Jedes Lager 29 ist in einem Führungsstück 30 befestigt, das wiederum an ortsfesten Führungssäulen 31 vertikal verschiebbar ist.

Am Gestell 1 sind ortsfeste Kulissen 64 und an den Laschen 32 des Formtisches 27 ist je eine Kurvenrolle 52 montiert. Die Kurvenrollen 52 laufen bei der kurzen Horizontalbewegung des Formtisches 27 in den Kulissen 64 zur exakten Führung.

Die Lagerzapfen 28 dienen vorzugsweise auf der dem Lager 29 gegenüberliegenden Seite als Anlenkpunkt für Laschen 36, die auf der anderen Seite in einem Drehpunkt 37 mit Laschen 38 verbunden sind. Diese Laschen 38 sind in einem Drehpunkt 39 im Gestell 1 gelagert. Eine Querlasche 40 verbindet die Lasche 38 mit einem Hebel 41, der in einem Drehpunkt 42 ortsfest gelagert ist und an dem eine Kurvenrolle 43 sitzt. Diese wird von einer Kurvenscheibe 44 angefahren, die über die Hauptwelle 49 von einem Regelgetriebe (nicht darge­ stellt) mit einstellbarer Drehzahl bewegt wird.

An einem zweiten Hebel 45, der mit dem Hebel 41 über eine Lasche 46 verbunden ist, sitzt eine Kurvenrolle 47. Mit dieser arbeitet die Kurvenscheibe 48 zusammen, sie sitzt ebenfalls auf der Hauptwelle 49. Über diese beiden Kurven­ scheiben 48, 44 werden die beiden Laschen 36, 38 zwischen der Strecklage (Fig. 2, links) und der Offenlage (Fig. 1) bewegt. Auf diese Weise bilden sie einen Kniehebel, der eine hohe Schließkraft bringt, wobei die Kurvenrolle 43 selbst nur relativ gering belastet wird.

In Offenlage (Fig. 1) bildet die Mittelachse des Unterteiles 11 zur Mittelachse der Formstation 8 etwa einen Winkel zwi­ schen 45° und 90°. In dieser Lage ist gegenüber den Formein­ sätzen 19 ein Stapelschacht 50 mit Rückhalteorganen 53 ange­ bracht.

Um die erforderliche Schwenkbewegung des Formtisches 27 vorzunehmen, ist ein Servomotor 21, 22 ortsfest bzw. schwenk­ bar am Gestell 1 angeordnet, der an einer ersten Ausführungs­ form, wie in Fig. 3 dargestellt, einen Kurbeltrieb bewegt. Dieser besteht aus einer Kurbel 23, die auf der Motorwelle 24 sitzt und einer Kurbel 25, die im Drehpunkt 26 an der Lasche 32 des Formtisches 27 angelenkt ist. Diese Ausfüh­ rungsform ist in Fig. 2 links angedeutet.

Gemäß einer zweiten Ausführungsform nach Fig. 4 treibt der am Gestell 1 um den Drehpunkt 35 schwenkbar angeordnete Servomotor 22 eine Kugelrollspindel 33. Diese wirkt mit der an der Lasche 32 im Drehpunkt 26 schwenkbar angeordneten Mutter 34 zusammen. Diese Ausführungsform ist in Fig. 2 rechts angedeutet.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich, werden die geformten Teile 9 bei gekipptem Unterteil 11 durch Verschieben der Böden 18 in die Stapelrinnen 50 übergeben.

Die Vorrichtung arbeitet wie folgt: Ein in die Formstation 8 transportiertes Stück der Folienbahn 4 wird durch Differenz­ druck tiefgezogen und dann durch eine kurze Aufwärtsbewegung des Unterteiles 11 ausgestanzt.

Es beginnt zunächst eine kurze axiale Abwärtsbewegung des Formtisches 27, geführt in den Kulissen 64. Wenn die Kurven­ rollen 52 die Kulissen 64 verlassen haben, wird der Servomo­ tor 21, 22 gestartet und er schwenkt nun, überlagert mit der weiteren Abwärtsbewegung über den Kniehebelantrieb, den Formtisch 27 in die geschwenkte Lage. Dabei ist der Kurbel­ trieb 23, 24 vorzugsweise so ausgebildet, daß sich eine Totpunktlage ergibt, wenn die geschwenkte Endlage angefahren wird. Dies ergibt einen günstigen Bewegungsablauf und hat geringe Kräfte zur Folge. Der Bewegungsablauf der Servomoto­ ren 21, 22 kann in bestimmten Bereichen durch die Vorrich­ tungssteuerung vorgegeben werden, so daß der Bewegungsablauf der Schwenkbewegung leicht variiert werden kann. Bei einem Antrieb über Kugelrollspindel 33 und Mutter 34 ist zusätz­ lich der Schwenkwinkel variabel, in dem der Servomotor 22 einen unterschiedlichen Hub vornimmt.

Nach dem Abstapeln der Teile 9 in die Stapelrinnen 50 bei gestopptem Servomotor 21, 22 wird der Formtisch 27 wieder nach oben bewegt über den Kniehebelantrieb und dabei wird er über den erneut gestarteten Servomotor 21, 22 zurückge­ schwenkt. Bevor die Kurvenrollen 52 dabei in die Kulissen 64 einlaufen, erfolgt das Freischalten des Servomotors 21, 22, d. h. dieser kann sich jetzt frei und ungebremst drehen. Dies deshalb, damit keine Überbestimmung der Lage des Formti­ sches 27 gegeben ist. Er ist in dieser Phase in seiner Lage durch die anderen Führungen ausreichend bestimmt. Die Kugel­ rollspindel 33 und die Mutter 34 sind dabei so ausgebildet, daß sie keine Selbsthemmung aufweisen.

Es ist ohne weiteres möglich, durch Abbau der Kurbel 24 bzw. der Mutter 34 und Einbau von langen Kulissen 64 den Form­ tisch 27 nur axial zu bewegen, wie es bei nur formendem Betrieb erforderlich ist.

Claims (6)

1. Vorrichtung zum Formen, Stanzen und Stapeln von tiefgezo­ genen Teilen aus thermoplastischem Kunststoff mit einer Heizung, einem intermittierendem Transport, einer Formsta­ tion mit einer starren Querbrücke zur Aufnahme der einen Hälfte des Formwerkzeuges, einem zur Querbrücke axial verschiebbaren und zur Mittelachse schwenkbaren Formtisch zur Aufnahme der anderen Hälfte des Formwerkzeuges, wobei der Antrieb für die Axialverschiebung über eine Kurven­ scheibe erfolgt, und mit einer Auswerfereinrichtung für die geformten Teile, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb für die Schwenkbewegung des Formtischen (27) als am Maschinengestell angeordneter Servomotor (21, 22) ausgebildet ist, der mit seinen Antriebseinrichtungen (23, 24, 33, 34) am Formtisch (27) angreift.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung (23, 24) als Kurbeltrieb ausgebil­ det ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Kurbeln (23, 24) in geschwenktem Zustand des Formti­ sches (27) eine Totpunktlage erreichen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung (33, 34) aus einer vom Servomotor (22) angetriebenen Kugelrollspindel (33) besteht, die mit einer am Formtisch (27) schwenkbar angeordneten Mutter (34) zusammenwirkt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, daß Kugelrollspindel (33) und Mutter (34) so ausgebildet sind, daß keine Selbsthemmung eintritt.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, daß nach der Beendigung des Schwenkens des Formtisches (27) beim Schließen der Werkzeughälften der Servomotor (21, 22) freigeschaltet wird, so daß sich seine Motorwelle ungebremst drehen kann.