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Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zum direkten
Spritzen eines Kunststoffrahmens entlang des Umfangs einer
Platte, zum Beispiel aus Glas, die in einer Gußform
positioniert ist, gemäß dem Oberbegriff des beigefügten
Hauptanspruchs.
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Insbesondere, aber nicht ausschließlich Bezug nehmend auf
Regalfächer für Kühlschränke und dergleichen, bestehen
diese bekanntlich aus einer Glasplatte mit einem Rahmen aus
Kunststoffmaterial, das direkt entlang des Umfangs der
Platte gespritzt wird. Der Spitzvorgang erfolgt nach
Positionierung der Platte in einer Gußform, die den
Formgebungsraum des Rahmens bildet.
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Es wurden verschiedene Gußformtypen vorgeschlagen und
verwendet. Ein bekannter Gußformtyp verwendet Ringe, die in
zwei Formelementen auf elastisch verformbare Weise getragen
werden, um die inneren Umfangswände des Rahmens zu formen.
Bei diesem bekannten Typ wird die Glasplatte durch
Zentriermittel zentriert, die in der Gußform angeordnet
sind. Diese Ringe liegen beim Öffnen der Gußform auf den
Kontaktflächen der Platte. Bei diesem bekannten Typ wird
das Glas beim Schließen der Gußform direkt beansprucht, da
die Ringe auf den Kontaktflächen der Platte liegen.
Aufgrund der Schließgeschwindigkeit und -kraft der Gußform
besteht die Gefahr des Plattenbruchs. Und wegen des dabei
auftretenden hohen Drucks ist eine angemessene mechanische
Dichtigkeit nach der Entnahme der Ringe nicht mehr
gewährleistet. Überdies ist der Aufbau der Gußform kompliziert,
aufgrund der Zentriermittel, die unter dem Druck des
gespritzten Kunststoffmaterials in der Gußform angeordnet
sind.
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Ein Artikel des Magazins KUNSTSTOFFE (Band 75, Nr. 7, Juli
1985, Seiten 391-393) offenbart ein System zum direkten
Spritzen eines Rahmens aus Kunststoffmaterial entlang des
Umfangs einer Platte, die in einer Gußform positioniert
ist; die mit einem Rahmen zu versehende Platte wird
zentriert, bevor sie in die Gußform gelegt wird. Die
Konstruktion der Gußform wird nicht offenbart.
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G3-A-451507 offenbart eine Gußform zum Umrahmen einer
Glasplatte mit Kunststoffmaterial, wobei die Gußform für nicht
spritzbare Kunststoffe (Bakelit) vorgesehen ist und ein
unteres Formelement und ein mittleres inneres Formelement
umfaßt, das mit dem unteren Element zusammenwirkt, um die
Glasplatte zu pressen und die Formung des unteren
Rahmenteils zu ermöglichen, und ein drittes Formelement, das das
mittlere Formelement auf bewegliche Weise enthält, und um
den oberen Rahmenteil zu formen. Es wird auch eine Gußform
offenbart, bei der das bewegliche mittlere innere
Formelement direkt über eine Stange betätigt wird, die in
gleicher Richtung bewegt wird. In einem Ausführungsbeispiel
wird das mittlere Formelement ferner der Wirkung von
Druckfedern ausgesetzt.
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Das Problem bei der Verwendung von Federn ist, daß der von
ihnen ausgeübte Druck von der Plattendicke abhängig ist und
dieser Dicke entsprechend einzustellen ist.
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EP-A-0401 091 offenbart eine Gußform zum Umrahmen einer
geformten Glasplatte, z. B. eine Windschutzscheibe, die
mehrere Drucksektoren umfaßt, die am Umfang der
Formelemente angeordnet sind und auf die ein hydraulischer
Druck ausgeübt wird, und die diesen Druck auf die
Formgebungsteile übertragen, die entlang des gesamten Umfangs
der Gußform verlaufen. Diese bekannte Vorrichtung ist nur
zur Herstellung von kostenintensiven Produkten wie z. B.
Windschutzscheiben gerechtfertigt.
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JP-A-01 0 34714 offenbart ein Verfahren und eine
Vorrichtung zur Herstellung von Fahrzeugfenstern. Es wird
eine Gußform zur Formung eines Rahmens um das Glas
offenbart, die an ihrem Hauptteil Kammern und
Schaumstoffdichtungen am Glasumfang umfaßt, wobei in den Kammern ein
Unterdruck angelegt wird.
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Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung ist die
Bereitstellung eines Systems, das die oben genannten Nachteile
abstellt, dadurch die Verwendung einer hohen
Produktionsgeschwindigkeit erlaubt, ohne daß die Platte beschädigt
wird, um einen Rahmen zu erhalten, der hinsichtlich der
Form und der Oberflächenbeschaffenheit einwandfrei ist, mit
perfekter Plattenzentrierung.
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Diese und weitere Aufgaben, die der nachfolgenden
detaillierten Beschreibung zu entnehmen sind, werden durch die
Lehre der beigefügten Ansprüche erreicht.
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Die Erfindung wird anhand der detaillierten Beschreibung
eines nicht einschränkenden Ausführungsbeispiels davon
leichter verständlich, das in den beigefügten Zeichnungen
dargestellt ist, wobei:
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Fig. 1 ein schematischer Querschnitt durch eine
geschlossene Gußform ist;
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Fig. 2 eine schematische perspektivische Ansicht der in
der Gußform integrierten Mittel ist, die zum Anlegen und
Abnehmen eines beweglichen Plattenelements an und von der
zu umrahmenden Platte verwendet werden;
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Fig. 3 ein schematischer Querschnitt entlang der Linie
III-III in Fig. 1 ist;
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Fig. 4 ein schematischer Grundriß der Anordnung der
Vorrichtung des erfindungsgemäßen Systems ist;
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Fig. 5 ein schematischer Grundriß des Zentriertischs für
die zu umrahmende Platte ist; und
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Fig. 6 eine schematische Seitenansicht des Zentriertischs
und der Vorrichtung zur Entnahme der umrahmten Platte ist.
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In Fig. 1 und 3 zeigt das Bezugszeichen 1 die
Gesamtgußform an. Sie umfaßt zwei Hauptkomponenten oder Halbgußformen
2, 3, die relativ zueinander bewegbar sind, um von
der geschlossenen Position in Fig. 1 in die offene
Position in Fig. 5 und umgekehrt bewegt zu werden. Die
Mittel zum Erreichen dieser Bewegung beider Komponenten
sind dem Fachmann bekannt, so daß sich deren Beschreibung
erübrigt.
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In der Komponente 3 ist eine zu umrahmende Platte 4
plaziert, zum Beispiel aus Glas, rechteckig oder
quadratisch geformt, an deren Umfang entlang der in Fig. 1
durch 5 angegebene Rahmen durch direktes Spritzen eines
Kunststoffmaterials geformt werden soll. Die Platte wird in
den Bereichen gehalten, die durch O-Ringe 6 begrenzt
werden, die im Inneren der Komponente 3 befestigt sind und
an eine nicht gezeigte Unterdruckquelle angeschlossen
werden können. Die Komponente 3 umfaßt also keine
beweglichen Teile, die offensichtlich auch nicht durch die
O-Ringe 6 gebildet werden können.
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Die Komponente 2 begrenzt zusammen mit der Komponente 3
einen Großteil des Formgebungsraums für den Rahmen 4, mit
Ausnahme der Innenkante 4A, der in seinem Inneren,
innerhalb des offenen Raums 12, eine starres bewegbares
Plattenelement 7 enthält, dessen unterer Umfang den
Formgebungsraum der Kante 4A des Rahmens 4 entsprechend
begrenzt. Das Plattenelement 7 wird in der Zeichnung der
Einfachheit halber durch Strichlinien und als Einzelkörper
dargestellt. Es kann aber aus mehreren Teilen bestehen, die
miteinander verbunden sind, um ein einziges, starres
Gebilde zu ergeben.
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Das Plattenelement 7 ist mit begrenztem Weg bewegbar, in
den zwei Richtungen, die durch die Pfeile X angegeben sind,
d. h. senkrecht zur Platte 4 (bei geschlossener Platte), in
Richtung zur Platte hin und von ihr weg. Um das
Plattenelement 7 bei dieser Bewegung zu führen, kann es zum
Beispiel mit vier Stangen 8 versehen werden, die in den
Buchsen 9 geführt werden, die in Löchern der Komponente 2
befestigt sind. Diese Führungsmittel können auch durch ein
anderes Äquivalent ersetzt werden, das dem Fachmann bekannt
ist.
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Das Stellglied ist in Fig. 2 mit größerer Klarheit
dargestellt und ist zur Bewegung des Plattenelements 7
vorgesehen.
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Sie umfaßt ein Stellglied 10, das außen starr mit der
Komponente 2 verbunden ist. Das Stellglied kann
vorzugsweise ein Schrittmotor mit einer männlichen/weiblichen
Schraubenkupplung und einer Welle 11 oder ein
doppeltwirkender hydraulischer Zylinder sein, wobei das durch 11
angegebene Teil dann seine Stange darstellt. Die Welle oder
Stange 11 wird durch einen Durchgang in die Komponente 2
geführt und ist in deren Raum 12 mit einem Gleitelement
verbunden, das einen Querbalken 13 umfaßt, dessen Enden im
rechten Winkel mit zwei Armen 14 verbunden sind, die an
beiden sich gegenüberliegenden Außenseiten 7A des
Plattenelements 7 liegen. An drei oder mehr auseinanderliegenden
Stellen auf der Innenfläche dieser Arme 14 sind die
Vorsprünge 15 angebracht, d. h. längliche, vorspringende
Körper, deren Längsachse zur Längsachse der Arme 14, zur
Bewegungsrichtung X des Plattenelements 7 und zur Oberfläche
des Platte 4 schräg steht. Diese Vorsprünge 15
stecken in den Nuten 16, die ebenfalls schräg stehen, aber
eine größere axiale Länge aufweisen, und die auf den Seiten
7A des Plattenelements 7 angeordnet sind, die den
Innenflächen der Arme 14 gegenüberliegen (siehe Fig. 2).
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Dieser Aufbau, der durch die Arme 14 und den diese
miteinander verbindenden Querbalken 13 gebildet wird, bewegt sich
parallel zur Oberfläche der Platte 4, wenn das Stellglied
10 (bei geschlossener Gußform) betätigt wird. Zu diesem
Zweck sind für die Arme 14 U-förmige, geradlinige Führungen
(Fig. 3) aus reibungsverhindernden Bronzeleisten
vorgesehen, die starr mit der Komponente 2 verbunden sind und im
rechten Winkel zueinander stehen.
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Da das Plattenelement 7 durch die Stäbe 8 senkrecht zur
Platte 4 geführt wird (bei geschlossener Gußform), und da
die Vorsprünge 15 und die Nute 16 schräg stehen, bewirkt
die Bewegung der Arme 14 durch das Stellglied 10, daß das
Plattenelement 7 auf die Platte 4 angelegt wird und nach
Abschluß des Spritzvorgangs von der Platte 4 genommen wird,
wonach die Gußform geöffnet wird.
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Einem Aspekt der Erfindung gemäß wird das Plattenelement 7
nur auf die zu umrahmende Platte 4 gelegt, wenn beide
Komponenten 2, 3 in geschlossener Position sind. Die zwei
Komponenten 2, 3 schließen hauptsächlich mit der Bewegung
der Presse, und nur danach, d. h. bei geschlossener Gußform,
wird das Plattenelement 7 in Richtung auf die Glasscheibe 4
bewegt.
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Es ist ersichtlich, daß eine umgekehrte Ausführung zur
beschriebenen in den Umfang dieser Erfindung fällt, d. h.
(eine Ausführung,) bei der die Vorsprünge 15 am
Plattenelement 7 befestigt sind und die Nute oder Fenster 16 in
den Armen 14 vorgesehen sind.
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Es wird darauf hingewiesen, daß nur eine der Komponenten
der Gußform, nämlich die Komponente 2, ein bewegliches
Mittel (das starre Plattenelement 7) aufweist, das auf die
Platte 4 gelegt wird, um die Formgebungsräume für den
Rahmen 5 abzuschließen, wobei es aber nicht elastisch
verformbar ist.
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Da der in Fig. 1 gezeigte Querschnitt in horizontaler
Ebene dargestellt ist, wird zum besseren Verständnis der
folgenden Beschreibung darauf hingewiesen, daß die Gußform
1 in der Presse so positioniert ist, daß die Platte 4 sich
in einer vertikalen Lage befindet.
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Wenn das Spritzen des Rahmens 5 abgeschlossen ist, wird die
Gußform geöffnet. Es wird angenommen, daß diese Öffnung
durch Entfernung der Komponente 3 von der Komponente 2
erfolgt, die im Ruhezustand bleibt. Da die Oberfläche des
vorhandenen Kunststoffmaterials in der Richtung (Fig. 1),
die mit der Komponente 2 in Kontakt ist, größer ist als
die, die mit der anderen Komponente in Kontakt ist (siehe
die zwei Kontaktflächen A und B der Komponente 3 und die
Kontaktfläche C der Komponente 3), bleibt die umrahmte
Platte nun durch die Reibungswirkung in der Komponente 3,
während sie aus der Komponente 2 entnommen wird. Der Rahmen
muß so geformt sein, daß dieses Ergebnis erreicht wird.
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Die Komponenten 2 und 3 erreichen die in Fig. 5 gezeigten
Positionen, in der die umrahmte Platte durch 4X angegeben
wird, um sie von der zu umrahmenden Platte 4 zu
unterscheiden.
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An diesem Punkt wird die umrahmte Platte 4X entladen, und
eine zu umrahmende Platte 4, die bereits korrekt zentriert
ist, wird in die Komponente 3 geladen.
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Im folgenden wird auf Fig. 4 bis 6 Bezug genommen, die den
Teil des Systems zeigen, der dazu dient, die umrahmten
Platten 4X zu entnehmen und zu entladen, die zu umrahmenden
Platten 4 zu zentrieren und letztere in die Komponente 3 zu
laden.
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Aus einem Vorrat, nicht gezeigt, in dem die zu umrahmenden
Platten 4 gestapelt werden, wird eine davon mit einem
herkömmlichen Saugarm 30 entnommen. Der Arm 30 ruht auf
einer Ruhefläche 31, deren Abmessungen wesentlich kleiner
sind als die der kleinsten Platte, die vom System
verarbeitet werden können. Die zu umrahmende Platte 4 ist
darauf zentriert. Die betreffende Fläche ist in dieser Lage
horizontal positioniert.
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Die Ruhefläche 31 wird über die Ständer 32 von einem Tisch
33 getragen, der durch einen doppeltwirkenden Zylinder 34
und ein Gestänge 35 von der gezeigten horizontale Lage in
die durch die Strichlinie Y dargestellte vertikale Lage und
umgekehrt gedreht werden kann.
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Der Tisch 33 trägt zwei koaxiale Zwischenräder 36, 37, die
torsionsfest miteinander verbunden sind. In das Zwischenrad
37 greifen an zwei diametral entgegengesetzten Stellen zwei
parallele Zahnstangen 38, 39 ein, die auf gleitende Weise
in den axialen Führungen 40A getragen werden, die auf dem
Tisch 33 befestigt sind. An der Zahnstange 38 sind zwei
Lokalisatoren 39A befestigt, welche die Höhe der Platte 4
erreichen, an der anderen Zahnstange 39 ist nur ein
Lokalisator 40 befestigt, der auch die Höhe der Platte 4
erreicht.
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Zwei Zahnstangen 41, 42 greifen an diametral
entgegengesetzten Stellen in das untere Zwischenrad 36 ein. Die
beiden Zahnstangen 41, 42 verlaufen im rechten Winkel zu
den vorgenannten und tragen jeweils einen Lokalisator 43
auf der Höhe der Platte 4. Ein doppeltwirkender
hydraulischer Zylinder 44, der am Tisch 33 befestigt ist, ist mit
der Zahnstange 42 verbunden, um den gesamten Aufbau
anzutreiben.
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Wenn die Platte 4 auf der Ruhefläche 31 abgelegt wird, ist
sie nicht perfekt zentriert, d. h. ihr geometrisches Zentrum
kann mit der Drehachse der Zahnräder 36, 37 nicht
übereinstimmen und ihre Seiten können nicht so ausgerichtet sein,
wie es für die korrekte Positionierung in der Komponente 3
der Gußform 1 notwendig wäre.
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Wenn die Platte 4 auf die Fläche 31 abgelegt wird, liegen
alle Lokalisatoren an einer äußeren Position, so daß sie
die Platte 4 nicht berühren. Im dargestellten
Ausführungsbeispiel liegen die Lokalisator 39A zum Beispiel in der
Position 39B. Wenn die Platte 4 abgelegt ist, wird der
Zylinder 44 so betrieben, daß alle Lokalisatoren gegen die
Platte 4 drücken, um sie zu zentrieren, d. h. um sie in die
Position zu bringen, die in Fig. 4 durch die
Strichpunktlinie dargestellt ist.
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Der Tisch 33 wird dann, mit der zwischen den Lokalisatoren
geklemmten Platte 4, durch den Zylinder 34 in die vertikale
Lage gebracht. In dieser Lage ist vor der Platte 4 ein
horizontal bewegbarer Förderer mit Saugnäpfen angeordnet,
dessen Gesamtheit durch 20 angegeben ist, der einen Kopf 19
aufweist, der an zwei gegenüberliegenden Seiten einen
Greifarm 21, 22 trägt.
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Jeder der Greifarme 21, 22 ist mit Saugnäpfen 23 oder
ähnliches ausgestattet. Die Greifarme 21, 22 können durch
die im Kopf 19 eingebauten doppeltwirkenden hydraulischen
Zylinder vom Kopf 19 weg oder zu diesem hin bewegt werden.
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Der Greifarm 22, der vor der vertikal positionierten Platte
4 liegt, die zwischen den Lokalisatoren 39A, 40, 43 klemmt,
wird zur Platte 4 hin bewegt, um seine Saugnäpfe 23 daran
anzulegen und sie dadurch zu halten. Nachdem der Zylinder
44 betätigt wurde, um die Lokalisatoren von der Platte 4 zu
entfernen, wird die Platte 4 durch den Rücklauf des
Greifarms von der Fläche 31 genommen.
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Gleichzeitig, wie im folgenden deutlich wird, wird eine
umrahmte Platte 4 vom anderen Greifarm 21 an einen
drehbaren Saugtisch 50 übergeben, der sich in einer vertikalen
Lage befindet und an die umrahmte Platte 4X angelegt wird.
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Der Drehtisch 50 ist an den Enden zweier Führungsstangen 51
befestigt, die auf drehbare Weise in ein Gehäuse 52
eingebaut sind, und ist mit der Stange 53 eines am Gehäuse 52
befestigten doppeltwirkenden hydraulischen Zylinders 54
verbunden. Die Stange 53 kann innerhalb des Gehäuses 52
verschoben werden. Das Gehäuse 52 ist mit einer Welle 55
starr verbunden, die auf drehbare Weise zwischen zwei
feststehenden Ansätzen 56 getragen wird.
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Außerhalb eines der Ansätze 56 ist die Welle 55 über eine
Verbindungsstange 56A mit einem doppeltwirkenden
hydraulischen Zylinder 57 verbunden, der mit diesem Ansatz
verbunden ist.
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Der Zylinder 54 legt den Tisch 50 gegen die umrahmte Platte
4X an und zieht den Tisch dann zurück, der die Platte hält.
Dann wird der Zylinder 57 betätigt, um den Tisch 50 in die
horizontale Lage zu bringen (in Fig. 6 durch die
Strichpunktlinie dargestellt). Der Zylinder 54 wird dann
betätigt, um den Tisch 50 zu einem darunterliegenden Förderband
70 abzusenken, worauf die umrahmte Platte 4X abgesetzt
wird.
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Was die zu umrahmende Platte anbetrifft, die sich nun am
Greifarm 22 befindet, wird der Förderer 20 betätigt, um sie
von der Position Z in die Position F in Fig. 5 horizontal
zu bewegen, d. h. zwischen den zwei nun auseinanderliegenden
Komponenten 2 und 3 der Gußform, wie bereits erwähnt. Wenn
diese Position erreicht ist, bewegt der Greifarm 22 die zu
umrahmende Platte 4 in die Komponente 3, wo sie losgelassen
und durch die Saugwirkung der Saugeinrichtungen 6 (Fig. 1)
gehalten wird.
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Der andere Greifarm, d. h. der Arm 21, legt seine Saugnäpfe
oder dergleichen an die umrahmte Platte 4X an, die in der
Komponente 2 vorhanden ist, um sie daraus zu entnehmen. Aus
dem obigen wird ersichtlich, daß nach dem Rücklauf des
Förderers 20, d. h. nach seiner Bewegung von der Position F
in die Position Z, die vom Greifarm 21 gehaltene umrahmte
Platte 4X durch den Saugtisch 50 entladen wird und der
Greifarm 22 eine neue zu umrahmende Platte lädt, wie
bereits beschrieben.
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Es ist ersichtlich, daß die Gußform wie anfangs beschrieben
geschlossen wird, nachdem der Förderer 20 die Position F
verlassen hat, wonach der Rahmen auf die Platte gespritzt
wird. Der Arbeitszyklus wird dann der Reihe nach den oben
beschriebenen Schritten entsprechend wiederholt.
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Es können unterschiedlich geformte Platten 4 zentriert
werden, da sich die Lokalisatoren 39A, 40 und 43 entlang
der jeweiligen Zahnstange verschieben und in verschiedenen
Positionen befestigen lassen, je nach Format, wobei zu
berücksichtigen ist, daß der Zylinder 40 einen vorgegebenen
festen Hubweg hat. Die dazu benötigten Mittel sind dem
Fachmann wohlbekannt, so daß sich deren Beschreibung
erübrigt.