DE4033672A1 - Vorrichtung zur warmverformung von kunststoffplatten - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Warmverformung von Kunststoffplatten mit einer Heizeinrichtung zur Erwärmung der eingespannten Kunststoffplatte und einem Formwerkzeug.

Bei den herkömmlichen Vorrichtungen zur Warmverformung, insbesondere zum Tiefziehen von Kunststoffplatten, die auch Thermoformmaschinen genannt werden, wird die eingespannte Kunststoffplatte über dem Formwerkzeug positioniert, worauf ein Heizstrahler über die Kunststoffplatte fährt, um den Thermoplasten zu erweichen. Nachdem der Heizstrahler die Platte passiert hat, um den Tiefziehvorgang nicht zu behindern, wird das Formwerkzeug gegen die aufgeheizte Kunststoffplatte gefahren, wobei durch Bohrungen in dem Formwerkzeug Luft abgesaugt wird, um die Platte gegen das Formwerkzeug zu ziehen.

Da der größte Teil der Wärme des Heizstrahlers an die Umgebung abgegeben wird, müssen bei der herkömmlichen Thermoformmaschine sehr hohe Energiekosten aufgewendet werden. Darüber hinaus nimmt das Erwärmen der über dem Formwerkzeug positionierten Kunststoffplatte relativ viel Zeit in Anspruch, wodurch die Produktionsgeschwindigkeit herabgesetzt wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Wärmeverformung, insbesondere zum Tiefziehen von Kunststoffplatten bereitzustellen, mit der eine erhebliche Energieeinsparung erzielt wird und zugleich die Produktionsgeschwindigkeit erhöht werden kann.

Dies wird erfindungsgemäß mit der im Anspruch 1 gekennzeichneten Vorrichtung erreicht. In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung wiedergegeben.

Nach der Erfindung ist also neben dem Formwerkzeug ein nach außen wärmeisolierter Ofen vorgesehen, in den die zu erhitzende Kunststoffplatte eingefahren wird. Durch diesen wärmeisolierten Ofen zur Erwärmung der Kunststoffplatte wird gegenüber einer herkömmlichen Thermoformmaschine, wie experimentell nachgewiesen werden konnte, eine Stromverbrauchsreduzierung von 70% erzielt.

Zugleich kann mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine eingespannte Kunststoffplatte mit dem Formwerkzeug verformt werden, das Formteil abgekühlt und ausgespannt werden sowie eine neue Kunststoffplatte eingespannt werden, während die andere eingespannte Kunststoffplatte im Ofen erwärmt wird.

Auf diese Weise wird eine Erhöhung der Produktionsgeschwindigkeit gegenüber der herkömmlichen Thermoformmaschine, wie experimentell nachgewiesen werden konnte, um ca. 60% erreicht.

Nachstehend ist eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung anhand der Zeichnung näher erläutert.

Darin zeigen, jeweils schematisch:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Vorrichtung;

Fig. 2 eine Seitenansicht der beiden Klemmrahmen und der Abdichtplatte der Vorrichtung mit ihren Führungen;

Fig. 3 einen Ausschnitt A nach Fig. 2 in vergrößerter Wiedergabe;

Fig. 4 die Seitenansicht eines Klemmrahmens;

Fig. 5 die Seitenansicht der Abdichtplatte;

Fig. 6 eine Draufsicht auf die Abdichtplatte sowie den Klemmrahmen in der unteren Führung;

Fig. 7 eine Draufsicht auf die obere Führung für den Klemmrahmen;

Fig. 8 eine Seitenansicht der Führungen für die beiden Klemmrahmen und die Abdichtplatte;

Fig. 9 eine Draufsicht auf einen Klemmrahmen; und

Fig. 10 und 11 den Ausschnitt B bzw. C nach Fig. 9 in vergrößerter Wiedergabe.

Gemäß Fig. 1 weist die Vorrichtung eine Grundplatte 1 auf, auf der einerseits das Formwerkzeug 2 und andererseits ein Ofen 3 angeordnet sind.

Das Formwerkzeug 2 ist auf einem Werkzeug- oder Hubtisch 4 angeordnet, der mittels zweier Arbeitszylinder 5, 6 auf- und abbewegbar ausgebildet ist.

Der Ofen 3 ist mit einer nicht dargestellten elektrischen Heizeinrichtung versehen und weist ein wärmeisoliertes Gehäuse 7 auf. Auf der dem Formwerkzeug 2 zugewandten Seite weist der Ofen 3 eine Öffnung 8 auf, die mittels Ofenklappen 9, 10 verschließbar ist. Damit auch bei geöffneten Klappen 9, 10 der Wärmeverlust gering bleibt, sind die Klappen 9, 10 mit Lappen, Streifen oder dgl. Vorhängen 9′, 10′ versehen, die bei geöffneten Klappen 9, 10 über die Öffnung 8 hängen.

Die Vorrichtung weist zwei Klemmrahmen 11, 12 auf, in die jeweils eine thermoplastische Kunststoffplatte 13, 14 eingespannt ist (Fig. 2).

Der eine Klemmrahmen 11 ist dabei gemäß Pfeil a auf der unteren Führung 15 vom Ofen 3 über das Formwerkzeug 2 bewegbar, während der zweite Klemmrahmen 12 gemäß Pfeil b auf der zweiten Führung 16 bewegbar ist, die sich über der ersten Führung 15 in den Ofen 3 erstreckt.

Jede Führung 15, 16 für die beiden Klemmrahmen 11, 12 besteht aus einem Paar von Laufschienen 17 und 18 bzw. 19 und 20. Die Laufschienen 17 und 18 bzw. 19 und 20 jedes Paares verlaufen waagrecht und parallel zueinander. Ferner ist der Abstand der Laufschienen 17 und 18 sowie 19 und 20 beider Laufschienenpaare voneinander gleich groß und die Laufschienen 17 und 18 des unteren Paares sind genau unter den Laufschienen 19 und 20 des oberen Paares angeordnet.

Die Laufschienen 17 bis 20 sind einerseits an einem Gestell 21 an der vom Ofen 3 abgewandten Seite der Grundplatte 1 befestigt und erstrecken sich andererseits bis zu der vom Formwerkzeug 2 abgewandten Innenwand 3′ des Ofens 3.

Zur Führung auf den Laufschienen 17 und 18 ist jeder Klemmrahmen 11, 12 mit je acht Laufrollen versehen, wobei in der Zeichnung nur die Laufrollen 22 bis 27 bzw. 28 bis 31 zu sehen sind, also als Wagen oder Schlitten ausgebildet. Die Laufrollen 22 bis 27 und 28 bis 31 jedes Klemmrahmens 11, 12 sind jeweils an vier Achsen angeordnet, die an dem Unterteil 32, 33 jedes Klemmrahmens 11, 12 befestigt sind.

Dabei sind bei jedem Klemmrahmen 11, 12 zwei Achsen übereinander angeordnet, so daß die daran befestigten Laufrollen 22 und 23 bzw. 24 und 25 sowie 28 und 29 bzw. 30 und 31 auf der einen Seite des Klemmrahmens 11, 12 die eine Laufschiene 17 bzw. 19 und auf der anderen Seite der Klemmrahmen 11, 12 die andere Laufschiene 18, 20 der betreffenden Führung 15, 16 einschließen.

Wie insbesondere aus Fig. 2 und 4 ersichtlich, besteht jeder Klemmrahmen 11, 12 neben dem unteren Rahmen oder Unterteil 32, 33 mit den Laufrollen 22 bis 27 bzw. 28 bis 31 aus einem auf das Unterteil 32, 33 klappbaren oberen Rahmen oder Oberteil 34, 35. Die Klemmrahmen 11, 12 und damit die unteren und oberen Rahmen 32 bis 35 sind rechteckig ausgebildet.

Das Unterteil 32, 33 jedes Klemmrahmens 11, 12 ist an seiner Oberseite und das Oberteil 34, 35 jedes Klemmrahmens 11, 12 an seiner Unterseite mit einer Dichtung 36, 37 bzw. 38, 39 versehen, die an der betreffenden Kunststoffplatte 13, 14 anliegen.

Ferner weist das Oberteil 34, 35 an seiner Oberseite eine Dichtung 40, 41 auf. Wie aus Fig. 3 ersichtlich, ist die Dichtung 41 in einer im Querschnitt schwalbenschwanzförmig ausgebildeten Nut 42 an der Oberseite des Oberteils 35 des Klemmrahmens 12 eingelassen. In gleicher Weise können die Dichtungen 36 bis 39 sowie 40 an dem Unterteil 32, 33 bzw. Oberteil 34, 35 der Klemmrahmen 11, 12 befestigt sein. Die Dichtungen 36 bis 41 sind vorzugsweise als Silikon-Dichtungen ausgebildet.

Wie anhand des Klemmrahmens 11 in Fig. 4 näher erläutert, ist das Unterteil 32 mit dem Oberteil 34 des Klemmrahmens 11 durch einen Schwenkbügel 43 verriegelbar, der an dem Unterteil 32 um eine zur Führung 15 quer verlaufende Achse verschwenkbar angelenkt ist und einen entsprechenden Vorsprung 44 an dem Oberteil 34 an der von der Klappachse 45 abgewandten Seite übergreift. Der Schwenkbügel 43 ist in eine Mutter 46 verschraubbar, die an dem Unterteil 32 verschwenkbar befestigt ist. Ferner erstreckt sich von der Klappachse 45, die sich quer zu den Führungen 15, 16 erstreckt, ein Schraubbolzen 47 in eine an dem Oberteil 34 befestigte Mutter 48.

Durch Verdrehen des Bügels 43 gegenüber der Mutter 46 bzw. der Mutter 48 gegenüber dem Schraubbolzen 47 kann so der Abstand zwischen dem Unterteil 32 und dem Oberteil 34 des Klemmrahmens 11 eingestellt und damit der Klemmrahmen 11 an Kunststoffplatten 13 unterschiedlicher Stärke angepaßt werden.

Der Klemmrahmen 12 ist in gleicher Weise ausgebildet. Die Klemmrahmen 11, 12 sind im Ofen 3 von der zweiten oberen Führung 16 auf die erste untere Führung 15 gemäß dem Pfeil c herabbewegbar und der Klemmrahmen 11, 12 über dem Formwerkzeug 2 von der unteren Führung 15 gemäß dem Pfeil d auf die obere Führung 16.

Dazu sind gemäß Fig. 6 und 7 im Bereich des Ofens 3 Ausnehmungen 50, 51 sowie 52, 53 in den Laufschienen 17, 18 der unteren Führung 15 und in den Laufschienen 19, 20 der oberen Führung 16 Ausnehmungen 54, 55 sowie 56, 57 vorgesehen.

Ferner weisen gemäß Fig. 6 und 7 die Laufschienen 17, 18 der unteren Führung 15 oberhalb des Formwerkzeugs 2 Ausnehmungen 58, 59 sowie 60, 61 und die Laufschienen 19, 20 der oberen Führung 16 oberhalb des Formwerkzeuges 2 Ausnehmungen 62, 63 sowie 64, 65 auf.

Die Ausnehmungen 50 bis 65 sind jeweils an der Innenseite der Laufschienen 17 bis 20 vorgesehen. Ihr Abstand entspricht dem Abstand der Vorderachsen von den Hinterachsen mit den Laufrollen 22, 23, 27 bzw. 28, 29 (Vorderachsen) und 24, 25, 26 bzw. 30, 31 (Hinterachsen) der Klemmrahmen 11, 12.

Die Form und Größe der Ausnehmungen 54, 55 und 56, 57 in dem oberen Laufschienenpaar 19, 20 im Ofen 3 ist so ausgebildet, daß bei Bewegung z. B. des Klemmrahmens 12 in den Ofen 3 in Richtung des Pfeiles b das vordere obere Laufrollenpaar 28 das erste Paar von Ausnehmungen 56, 57 überfährt. D. h., die Laufrollen des vorderen Laufrollenpaares 28 weisen einen Abstand voneinander auf, der größer ist als das Loch, das durch die beiden Ausnehmungen 56, 57 zwischen den Laufschienen 19 und 20 gebildet wird. Stattdessen oder zusätzlich kann das vordere Laufrollenpaar 28 auch einen größeren Rollendurchmesser aufweisen als die Breite der Ausnehmungen 56, 57.

Hingegen ist das zweite Paar von Ausnehmungen 54, 55 in den oberen Laufschienen 19 und 20 so ausgebildet, daß das vordere Laufrollenpaar 28 hindurchpaßt. Desgleichen ist das erste Paar von Ausnehmungen 56, 57 so bemessen, daß das hintere Laufrollenpaar 30 des Klemmrahmens 12 hindurchpaßt. D. h., das hintere Laufrollenpaar 30 ist kleiner oder weniger breit als das vordere Laufrollenpaar 28.

Auf diese Weise fällt der Klemmrahmen 12, wenn er die in Fig. 1 dargestellte Stellung erreicht hat, in der seine Laufrollen 28 mit den Ausnehmungen 54, 55 und seine Laufrollen 30 mit den Ausnehmungen 56, 57 fluchten, von der oberen Führung 16 gemäß dem Pfeil c auf die untere Führung 15 im Ofen 3 herab.

Damit der Klemmrahmen 12 so herabfällt, daß seine unteren Laufrollen 29 und 31 unter die Laufschienen 17 und 18 der unteren Führung 15 gelangen können, sind die Ausnehmungen 50 bis 53 in den unteren Laufschienen 17 bis 18 vorgesehen, die in gleicher Weise wie die Ausnehmungen 54 bis 57 in den oberen Laufschienen 19 und 20 ausgebildet sind. Der in den unteren Laufschienen 19 und 20 geführte Klemmrahmen ist in der Zeichnung mit 11 bezeichnet.

Um zu verhindern, daß der Klemmrahmen 11 von der unteren Laufschiene 17, 18 herab weiter nach unten fällt, wenn seine Laufrollen 22, 23, 27 und 24, 25, 26 mit den Ausnehmungen 50, 51 bzw. 52, 53 in den unteren Laufschienen 19, 20 fluchten, sind unterhalb der Laufschienen 19, 20 in einem dem Durchmesser der unteren Laufrollen 23, 25 entsprechenden Abstand Distanzhalter 66, 67 vorgesehen, die eine größere Breite als die Ausnehmungen 50, 51 bzw. 52, 53 in den unteren Laufschienen 19, 20 aufweisen. Auf den Distanzhaltern 66, 67 liegen damit die durch die unteren Laufschienen 19, 20 gefallenen unteren Laufrollen 23, 25 auf (Fig. 2 und 8). Das Herabfallen der Klemmrahmen 11, 12 auf die unteren Laufschienen 19, 20 kann durch entsprechende federnde Einrichtungen gedämpft werden.

Die Ausnehmungen 58, 59 sowie 60, 61 in den unteren Laufschienen 17, 18 oberhalb des Formwerkzeuges 2 entsprechen den Ausnehmungen 50, 51 und 52, 53 im Ofen 3. Desgleichen sind unterhalb der Ausnehmungen 58, 59 sowie 60, 61 Distanzhalter 68, 69 vorgesehen, die in gleicher Weise ausgebildet sind wie die Distanzhalter 66, 67.

Durch die Ausnehmungen 58, 59 sowie 60, 61 in den unteren Laufschienen 17, 18 wird gewährleistet, daß sich die unteren Laufrollen 23, 25 des Klemmrahmens 11 durch die unteren Laufschienen 17, 18 bewegen können, wenn sich der Hubtisch 4 mit dem Formwerkzeug 2 unter dem Klemmrahmen 11 gemäß dem Pfeil d von der in Fig. 1 dargestellten unteren Position in die obere Position bewegt, um den Klemmrahmen 11 mit der darin eingespannten erhitzten Kunststoffplatte 13 in Höhe der oberen Führung 12 mit den Laufschienen 19 und 20 zu heben, in welcher Position die Verformung der Kunststoffplatte 13 durchgeführt wird.

Dazu sind in dem oberen Laufschienenpaar 19, 20 die Ausnehmungen 62 bis 65 vorgesehen, durch die die oberen Laufrollen 22, 24 bzw. 26, 27 des Klemmrahmens 11 hindurchtreten, wobei sie an den Distanzhaltern 70, 71, die oberhalb der oberen Laufschienen 19, 20 angeordnet sind, zur Anlage kommen, wobei die Distanzhalter 70, 71 Widerlager für den Klemmrahmen 11 bzw. 12 bei Verformung der erhitzten Kunststoffplatte 13 bzw. 14 bilden, wenn das Formwerkzeug 2 vom Hubtisch 4 von unten gegen die erhitzte Kunststoffplatte 13 bzw. 14 gedrückt wird.

Damit der Klemmrahmen 11, 12 in dem oberen Schienenlaufpaar 19, 20 bleibt, wenn der Hubtisch 4 wieder nach unten fährt, sind gemäß Fig. 7 und 8 Verriegelungsschieber 72 bis 75 vorgesehen, mit denen die Ausnehmungen 62 bis 65 in den oberen Laufschienen 19, 20 oberhalb des Formwerkzeuges 2 verschließbar sind.

Wenn die in den Klemmrahmen 11, 12 eingespannte Kunststoffplatte 13, 14 im Ofen 3 erhitzt wird, neigt sie aufgrund der Schwerkraft dazu, sich im erweichten Zustand durchzubiegen.

Um dies zu verhindern, ist im Klemmrahmen 11, 12 oberhalb der Kunststoffplatte 13, 14 ein evakuierbarer Raum vorgesehen. Wenn dieser Raum mit Unterdruck beaufschlagt wird, wird eine Kraft erzeugt, die einem Durchbiegen der erwärmten Kunststoffplatte 13, 14 entgegenwirkt.

Dazu ist eine Abdichtplatte 76 vorgesehen, die sich von oben auf die Oberseite des Oberteils 34, 35 des Klemmrahmens 11, 12 legt, also auf die Dichtung 40, wie in Fig. 2 dargestellt, und damit den Klemmrahmen 11, 12 nach oben gasdicht verschließt.

Die Abdichtplatte 76 ist gemäß Fig. 1 an einer Führung 77 geführt, die zwischen der unteren Führung 15 und der oberen Führung 16 für die Klemmrahmen 11, 12 verläuft. Die Führung 77 für die Abdichtplatte 76 wird durch zwei Stangen 78, 79 gebildet, die sich rechts und links neben den Laufschienen 17, 18 sowie 19, 20 für die Klemmrahmen 11, 12 erstrecken, wie aus Fig. 6 und 7 ersichtlich. D. h., der Abstand der Führungsstangen 78, 79 voneinander ist größer als die Breite der Klemmrahmen 11, 12, einschließlich der Laufrollen 22 bis 31, so daß die Führungsstangen 78, 79 die Bewegung der Klemmrahmen 11, 12 von einer Führung 15 zur anderen 16 nicht behindern.

Die Abdichtplatte 76 ist an einem Schlitten 82 gelagert, der zwei Traversen 80, 81 aufweist, über die der Schlitten 82 mit Gleitlagern 83 bis 86 an den Führungsstange 78, 79 geführt wird.

Die Lagerung der Abdichtplatte 76 an dem Schlitten 82 erfolgt durch ein Parallelogrammgestänge, das aus zwei Hebelpaaren an jeder Längsseite der Abdichtplatte 76 besteht, wovon das Hebelpaar 87, 88 an der einen Längsseite in Fig. 2 und 5 dargestellt ist. Die Hebel 87, 88 jedes Hebelpaares sind gleich lang und einerseits an dem Schlitten 82 und andererseits an der betreffenden Längsseite der Abdichtplatte 76 um quer zu den Führungsstangen 78, 79 verlaufende parallele Achsen 89, 90 bzw. 91, 92 verschwenkbar angelenkt.

An der vom Formwerkzeug 2 abgewandten Innenwand 3′ des Ofens 3 ist ein Anschlagbolzen 93 angeordnet, der, wie insbesondere aus Fig. 5 ersichtlich, gegen den vom vorderen Gleitlager 83 nach unten ragenden Hebelarm des Hebels 88 des Parallelogrammgestänges drückt, wenn der Schlitten 82 in Richtung des Pfeiles b bewegt wird. Dadurch wird die Abdichtplatte 76 nach unten auf die Oberseite des Oberteils 34, 35 des betreffenden Klemmrahmens 11, 12 gekippt.

Zur Evakuierung des mit der Abdichtplatte 76 verschlossenen Raumes im Klemmrahmen 11, 12 oberhalb der Kunststoffplatte 13, 14 weist das Oberteil 34, 35 des Klemmrahmens 11, 12 an der der Innenwand 3′ des Ofens 3 zugewandten vorderen Stirnseite ein Ventil 94 auf (Fig. 6). Das Ventil 94 ist an ein Ventil 95 anschließbar, das an der Innenwand 3′ des Ofens 3 angebracht ist. Von dem Ventil 95 führt eine Vakuumleitung 96 über ein Regulierventil 97 zu einer Vakuumpumpe 98. Mit dem Regulierventil 97 wird der Unterdruck in dem Klemmrahmen 11, 12 so gesteuert, daß die erhitzte Kunststoffplatte 13, 14 im Klemmrahmen 11, 12 eine im wesentlichen waagrechte Lage einnimmt.

Die aus der Vakuumpumpe 98 austretende komprimierte Luft wird über die Leitung 99 dem Inneren des Ofens 3 wieder zugeführt. Auf diese Weise wird ein geschlossener Luftkreislauf gebildet, d. h. die warme Luft, die aus dem Klemmrahmen 11, 12 abgesaugt wird, tritt wieder in das Innere des Ofens 3 über die Leitungen 96 und 99 ein, was eine weitere Energieeinsparung darstellt.

Wenn gemäß Fig. 1 ein im wesentlichen konvexes Formwerkzeug 2 verwendet wird, also eine Positivverformung durchgeführt wird, ist es zweckmäßig, die vorgeheizte Kunststoffplatte 13, 14 konvex vorzuformen. Dazu ist eine dem Hubtisch 4 mit dem Formwerkzeug 2 umschließende Vorblaskammer 100 vorgesehen, die nach oben durch den Klemmrahmen 11, 12 mit der Kunststoffplatte 13, 14 verschlossen wird. Die Vorblaskammer 100 ist über die mit einem Ventil 101 verschließbare Druckluftleitung 102 unter Überdruck setzbar. Die Vorblaskammer 100 ist entsprechend der Hubbewegung des Hubtisches 4 längenverstellbar ausgebildet. Sie weist dazu ein aus zwei teleskopierbaren Teilen 103, 104 bestehendes Gehäuse auf, das durch einen Faltenbalg 105 abgedichtet ist.

Das Formwerkzeug 2 ist mit in der Zeichnung nicht dargestellten Bohrungen versehen, durch die die erhitzte Kunststoffplatte 13, 14 an das Formwerkzeug 2 gesaugt wird, wenn die Bohrungen über eine Leitung 106 und ein Ventil 107 mit einer Leitung 108 verbunden werden, die zu einem Vakuumtank 109 führt. Der Vakuumtank 109 weist ein entsprechend großes Volumen auf, um den erforderlichen Unterdruck zum Ansaugen der Kunststoffplatte 13, 14 an das Formwerkzeug 2 zu erzeugen. An dem Vakuumtank 109 kann die Vakuumpumpe 98 oder eine andere Vakuumpumpe angeschlossen sein.

Über eine Leitung 110 und ein Ventil 111 kann der Leitung 106 und damit dem Formwerkzeug 2 Druckluft zugeführt werden, um das gebildete Formteil abzublasen.

Der Vakuumtank 109 sowie die Vakuumpumpe 98 sind in einer Kammer 112 zwischen dem Ofen 3 und der Grundplatte 1 untergebracht.

Ferner ist oberhalb der oberen Führung 16 ein Oberstempel 113 vorgesehen, der z. B. am Gehäuse 7 des Ofens 3 oder seitlich befestigt ist. Der Oberstempel 113 kann im Bedarfsfall mittels des Arbeitszylinders 114 nach unten bewegt werden. Der Oberstempel 113 wird benötigt, wenn große Vertiefungen in die Kunststoffplatte 13, 14 geformt werden sollen. In diesen Fällen wird mit dem Oberstempel 113 die Kunststoffplatte 13, 14 an den entsprechenden Stellen vorgestreckt. Der Oberstempel 113 muß dabei nicht eine zum Formwerkzeug 2 komplementäre Form aufweisen. Der Oberstempel 113 findet auch dann Verwendung, wenn beispielsweise Bohrungen in der Kunststoffplatte 13, 14 angebracht oder ein bestimmtes Muster in die Kunststoffplatte 13, 14 eingestempelt werden soll.

Durch ein Gebläse 115 oder eine Sprühnebelkühlung wird das gebildete Formteil abgekühlt, um es zu verfestigen, bevor es aus dem Klemmrahmen 11, 12 nach Öffnen des Schwenkbügels 43 und Aufklappen des Oberteils 34, 35 entnommen wird.

Wenn Kunststoffplatten 13, 14 verformt werden sollen, die kleiner als der Klemmrahmen 11, 12 sind, ist es vorteilhaft, Einstellrahmenteile 116, 117 zu verwenden. Dabei handelt es sich beispielsweise um zwei Längsbalken, die gemäß Fig. 9 das Innere des Klemmrahmens 11 seitlich begrenzen und durch einen Querbalken 118 miteinander verbunden sind.

Zur Einstellung des Abstandes der Längsbalken 116, 117 voneinander sind die beiden Stirnseitenteile 119 und 120 des Klemmrahmens 11 mit Bohrungen 121 und 122. Durch die Bohrungen 121 und 122, die den Rahmenteilen 116, 117 gegenüberliegen, ist jeweils eine Einstellschraube 124 (Fig. 10) geführt, die die Längsbalken 116, 117 mit den Stirnseitenteilen 119, 120 des Oberteils 34 des Klemmrahmens 11 verbindet. Die übrigen Bohrungen 121, 122 sind durch Abdichtschrauben gemäß der Abdichtschraube 125 nach Fig. 10 verschlossen, abgesehen von der Bohrung 123, an die das Vakuumventil 94 angeschlossen ist.

Die Längsbalken 116, 117 sind ihrerseits mit Bohrungen 126, 127 versehen, die durch entsprechende, nicht dargestellte Abdichtschrauben verschlossen sind, abgesehen von den Bohrungen 126′, 127′ durch die jeweils eine nicht dargestellte Einstellschraube ragt, die die Längsbalken 116, 117 mit den Querbalken 118 verbindet. Durch die variable Größenverstellung besteht die Möglichkeit Mehrfachwerkzeuge 127 gemäß Fig. 9 und 11 zu verwenden und so die verschiedenen Maßnormen der Kunststoffplatten 13, 14 optimal auszunutzen.

Neben den Arbeitszylindern 5, 6 für den Hubtisch 4 und dem Arbeitszylinder 114 für den Oberstempel 113 sind gemäß Fig. 1 Arbeitszylinder 128, 129 zum Öffnen und Schließen der Klemmrahmen 11, 12, Arbeitszylinder 130, 131 zum Abheben der Abdichtplatte 76, ein Arbeitszylinder 132 zur Verriegelung der Klemmrahmen 11, 12, ein Arbeitszylinder 133 zur Bewegung des Klemmrahmens 11, 12 entlang der oberen Führung 16, ein Arbeitszylinder 134 zur Bewegung der Abdichtplatte 76 entlang der Führung 77, ein Arbeitszylinder 135 zur Bewegung des Klemmrahmens 11, 12 entlang der unteren Führung 15, Arbeitszylinder 136, 137 zum Öffnen und Schließen der Ofenklappen 9, 10 sowie Arbeitszylinder 138, 139 zum Heben und Senken des oberen Teils 103 des Gehäuses der Vorblaskammer 100 vorgesehen. Die genannten Arbeitszylinder sind vorzugsweise als Pneumatikzylinder ausgebildet.

Bei der manuellen Beschickung der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird eine Kunststoffplatte 13, 14 in den Klemmrahmen 11, 12 oberhalb dem Hubtisch 4 in der oberen Fuhrung 16 gelegt. Danach betätigt man die START-Taste und die weiteren Vorgänge laufen programmgesteuert ab, d. h. der Klemmrahmen 11, 12 in der oberen Führung 16 wird mittels der Pneumatikzylinder 128, 129 geschlossen und mittels des Pneumatikzylinders 132 verriegelt. Mittels des Pneumatikzylinders 133 fährt der Klemmrahmen 11, 12 auf der oberen Führung 16 in den Ofen 3. Der Klemmrahmen 11, 12, der sich im Ofen 3 befindet, fährt in der Zwischenzeit mit der erhitzten Kunststoffplatte 13, 14 auf der unteren Führung 15 aus dem Ofen 3 mit Hilfe des Pneumatikzylinders 135. Darauf werden die Ofenklappen 9, 10 mit den Pneumatikzylindern 136, 137 geschlossen. Die beiden Pneumatikzylinder 130, 131 heben die Abdichtplatte 76 von dem aus dem Ofen 3 gefahrenen Klemmrahmen 11, 12 in die Höhe, so daß die Abdichtplatte 76 mit dem Parallelogrammgestänge einrastet. Dann fällt der Klemmrahmen 11, 12 in der oberen Führung 16 im Ofen 3 nach unten auf die untere Führung 15 und die Heizzeit für die im Klemmrahmen 11, 12 befindliche Kunststoffplatte 13, 14 beginnt zu laufen. Danach fährt die Abdichtplatte 76 durch Betätigung des Pneumatikzylinders 134 auf der Führung 77 in den Ofen 3 bis zum Anschlagbolzen 93. Durch den Anschlagbolzen 93 wird die Abdichtplatte 76 auf den Klemmrahmen 11, 12 gekippt und dieser abgedichtet. Gleichzeitig wird das Vakuumverschlußventil 94 an dem Klemmrahmen 11, 12 an das Vakuumventil 95 angedockt und die Vakuumpumpe 98 sowie das Regelventil 97 sorgen mittels Druckdifferenzmessung für das entsprechende Vakuum über der Kunststoffplatte 13, 14 im Klemmrahmen 11, 12. Danach hebt der Hubtisch 4 mit dem Formwerkzeug 2 den Klemmrahmen 11, 12 mittels der Pneumatikzylinder 5, 6 von der unteren Führung 15 in die obere Führung 16, wobei gleichzeitig das Formwerkzeug 2 mit dem Klemmrahmen 11, 12 abgedichtet wird.

Im Bedarfsfall kann nun das Vorblaskammergehäuse 103, 104 mit den Pneumatikzylindern 138, 139 an den Klemmrahmen 11, 12 gefahren und die Kunststoffplatte 13, 14 mit Druckluft vorgedehnt werden. Dies ist insbesondere bei großen Formwerkzeugen 2 nötig, um eine konstante Dehnung der Kunststoffplatte 13, 14 zu erreichen. Anschließend wird das Vakuumventil 107 geöffnet, um die erhitzte Kunststoffplatte 13, 14 gegen das Werkzeug 2 zu saugen, wodurch das Formteil entsteht.

Anschließend wird mittels des Gebläses 115 das Kunststofformteil abgekühlt, um es zu verfestigen. Zur Entformung kann das Luftabblasventil 111 geöffnet und das Formteil vom Formwerkzeug 2 abgeblasen werden. Anschließend senkt sich der Hubtisch 4 samt Formwerkzeug 2 wieder unter die Führung 15. Das fertige Kunststofformteil bleibt im Klemmrahmen 11, 12. Durch Öffnen des Klemmrahmens 11, 12 mittels der Pneumatikzylinder 128, 129 kann dann das Kunststofformteil aus dem Klemmrahmen 11, 12 entnommen werden.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist zum Abdichten des Formwerkzeugs 2 gegenüber dem Klemmrahmen 11, 12 eine Dichtung 140 am Umfang des Werkzeugtisches 4 vorgesehen. Ferner ist zwischen dem Formwerkzeug 2 und dem Werkzeugtisch 4 ein plattenförmiger Unterbau 141 angeordnet, durch den die Höhendifferenz zwischen Werkzeugtisch 4 und Kunststoffplatte 13, 14 ausgeglichen wird.

Claims (27)

1. Vorrichtung zur Warmverformung von Kunststoffplatten mit einer Heizeinrichtung zur Erwärmung der eingespannten Kunststoffplatte und einem Formwerkzeug, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung zur Erwärmung der eingespannten Kunststoffplatte (13, 14) aus einem neben dem Formwerkzeug (2) angeordneten Ofen (3) besteht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Führung (15) vorgesehen ist, auf der die eingespannte Kunststoffplatte (13, 14) vom Ofen (3) zum Formwerkzeug (2) bewegbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Führung (16) vorgesehen ist, auf der die eingespannte Kunststoffplatte (13, 14) in den Ofen (3) bewegbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Führung (15) und die zweite Führung (16) sich über das Formwerkzeug (2) erstrecken und die zweite Führung (16) oberhalb der ersten Führung (15) angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zum Einspannen der Kunststoffplatte (13, 14) ein Klemmrahmen (11, 12) vorgesehen ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Klemmrahmen (11, 12) im Ofen (3) von der zweiten, oberen Führung (16) auf die erste, untere Führung (15) herab und über dem Formwerkzeug (2) von der ersten, unteren Führung (15) auf die zweite, obere Führung (16) bewegbar ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Führung (16) im Ofen (3) Ausnehmungen (54 bis 57) aufweist, durch die der Klemmrahmen (11, 12) im Ofen (3) von der oberen Führung (16) auf die untere Führung (15) fällt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Formwerkzeug (2) von einer ersten Position unter der unteren Führung (15) zu einer zweiten Position bewegbar ist, in der es den Klemmrahmen (11, 12) auf die zweite Führung (16) hebt.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei Klemmrahmen (11, 12) vorgesehen sind.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß jede Führung (15, 16) aus einem Paar sich parallel erstreckender Laufschienen (17, 18 bzw. 19, 20) besteht und jeder Klemmrahmen (11, 12) mit auf den Laufschienen (17 bis 20) verfahrbaren Laufrollen (22 bis 27 bzw. 28 bis 31) versehen ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zum Herabfallen der Klemmrahmen (11, 12) von den oberen Laufschienen (19, 20) auf die unteren Laufschienen (17, 18) die oberen Laufschienen (19, 20) im Ofen (3) Ausnehmungen (54 bis 57) aufweisen, durch die die Laufrollen (22 bis 27 bzw. 28 bis 31) hindurchpassen.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß zum Heben des Klemmrahmens (11, 12) von den unteren Laufschienen (17, 18) durch das Formwerkzeug (2) auf die oberen Laufschienen (19, 20) an den oberen Laufschienen (19, 20) oberhalb des Formwerkzeuges (2) Ausnehmungen (62 bis 65) vorgesehen sind, durch die die Laufrollen (22 bis 27 bzw. 28 bis 31) hindurchbewegbar sind.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß unter jeder Laufrolle (22, 24 und 26, 27 bzw. 28, 30) eine weitere Laufrolle (23, 25 bzw. 29, 31) vorgesehen ist, welche bei Bewegung des Klemmrahmens (11, 12) entlang der Laufschienen (17 bis 20) unterhalb der jeweiligen Laufschiene (17 bis 20) läuft.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die unteren Laufschienen (17, 18) unterhalb der Ausnehmungen (54 bis 57) der oberen Laufschienen (19, 20) im Ofen (3) Ausnehmungen (50 bis 53) aufweisen, durch die die unteren Laufrollen (23, 25; 29, 31) des Klemmrahmens (11, 12) fallen und unterhalb der Ausnehmungen (50 bis 53) der unteren Laufschienen (19, 20) im Ofen (3) Distanzhalter (66, 67) vorgesehen sind, auf denen sich die unteren Laufrollen (23, 25; 29, 31) abstützen.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die unteren Laufschienen (19, 20) oberhalb des Formwerkzeuges (3) Ausnehmungen (58 bis 61) aufweisen, durch die die unteren Laufrollen (23, 25; 29, 31) des Klemmrahmens (11, 12) bei Bewegung des Formwerkzeugs (2) zu den oberen Laufschienen (19, 20) hindurchbewegbar sind, wobei unterhalb der Ausnehmungen (58 bis 61) der unteren Laufschienen (17, 18) Distanzhalter (68, 69) vorgesehen sind, auf denen sich die unteren Laufrollen (23, 25; 29, 31) abstützen.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb der Ausnehmungen (62 bis 65) der oberen Laufschienen (19, 20) oberhalb des Formwerkzeuges (2) Distanzhalter (70, 71) vorgesehen sind, die Widerlager für die oberen Laufrollen (22, 24, 26, 27; 28, 30) der Klemmrahmen (11, 12) beim Heben der Klemmrahmen (11, 12) mit dem Formwerkzeug (2) bilden.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (62 bis 65) in den oberen Laufschienen (19, 20) oberhalb des Formwerkzeuges (2) verschließbar ausgebildet sind.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Form und/oder Größe der Ausnehmungen (50 bis 65) in den Laufschienen (17 bis 20) auf die Form und/oder Größe der Laufrollen (22 bis 31) abgestimmt sind.

19. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum im Klemmrahmen (11, 12) oberhalb der Kunststoffplatte (13, 14) evakuierbar ausgebildet ist.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum im Klemmrahmen (11, 12) oberhalb der Kunststoffplatte (13, 14) zur Evakuierung mit einer Abdichtplatte (76) verschließbar ausgebildet ist.

21. Vorrichtung nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtplatte (76) an einer Führung (77) geführt ist, die oberhalb der unteren Führung (15) des Klemmrahmens (11, 12) angeordnet ist.

22. Vorrichtung nach Anspruch 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Führung (77) für die Abdichtplatte (76) durch zwei Führungsstangen (78, 79) gebildet wird, die einen Abstand voneinander aufweisen, der größer ist als die Breite des Klemmrahmens (11, 12).

23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtplatte (76) über ein Parallelogrammgestänge (87, 88) an einem entlang der Führungsstangen (78, 79) verschiebbaren Schlitten (82) angelenkt ist.

24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum in dem Klemmrahmen (11, 12) oberhalb der Kunststoffplatte (13, 14) über ein Ventil (94) im Klemmrahmen (11, 12) an ein Ventil (95) im Ofen (3) anschließbar ist, an das eine Vakuumleitung (96) angeschlossen ist.

25. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine das Formwerkzeug (2) umschließende Vorblaskammer (100) vorgesehen ist.

26. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorblaskammer (100) entsprechend der Hubbewegung des Formwerkzeuges (2) längenverstellbar ausgebildet ist.

27. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Klemmrahmen (11, 12) zur Anpassung an Kunststoffplatten (13, 14) unterschiedlicher Größe mit Einstellrahmenteilen (116, 117) und wenigstens einem Querbalken (118) versehen ist.