DE69807823T2

DE69807823T2 - Heizformvorrichtung mit gerader Förderung von umlaufenden Folienhalterahmen

Info

Publication number: DE69807823T2
Application number: DE69807823T
Authority: DE
Inventors: Albert W. Arends; Victor L. Chun; Roland Karklin
Original assignee: Brown Machine Company of Michigan Inc
Current assignee: Brown Machine Company of Michigan Inc
Priority date: 1997-12-08
Filing date: 1998-11-24
Publication date: 2003-08-07
Anticipated expiration: 2018-11-25
Also published as: EP0920975A3; EP0920975A2; US6454557B1; EP0920975B1; DE69807823D1; US5980231A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft Thermoformmaschinen der Art, bei denen thermoplastische Folien zunächst in einem Ofen erwärmt und dann an eine Formstation übergeben werden, wo eine erwärmte Folie durch Vakuum und/oder Luftdruck auf Formwerkzeuge gezogen wird, um zu einem Artikel geformt zu werden.
In manchen Fällen wird ein Klemmrahmen verwendet, um dünnere Folien zu halten, die ansonsten durch das Erwärmen zu instabil werden würden, um zwischen Stationen in der Maschine befördert zu werden.
Bei der Verwendung eines Klemmrahmens ist ein kontinuierliches, gerade förderndes Verfahren nicht möglich, da die Klemmrahmen zu der ersten Station zurückgebracht werden und mit einem Folienstück beladen werden müssen.
Thermoformmaschinen mit rotierendem Transfer sind bekannt, wie beispielsweise die in dem US-Patent 3,925,140 vom 9. Dezember 1975 beschriebene; sie nutzen die kontinuierliche Rotation eines Trägerelements, um die Rahmen durch Station zu tragen und die Rahmen zu einer Lade/Entladestation zurückzubringen, nachdem sie nacheinander die Heiz- und die Formstation durchlaufen haben.
Bei sehr großen Artikeln nehmen Rundtakt-Thermoformmaschinen extrem viel Platz in der Anlage ein.
Ein gerade fördernder Pendeltransport wurde ebenfalls eingesetzt, doch auch dieser ist zu langsam, wenn nur ein Klemmrahmen verwendet wird, oder er erfordert zwei Formstationen beiderseits des Ofens.
Ein weiteres Problem ist beim Thermoformen von Teilen mit stark gewinkelten tiefen Abschnitten zu beobachten, da ein übermäßiges Strecken des Materials auftreten würden, wenn die Folie einfach auf die Werkzeugform geformt wird.
Streckformverfahren werden zuweilen für geschlossene Formen zum Formen hohler Behälter eingesetzt, wobei ein Vakuum (oder Luftdruck) ein ausgeprägtes Durchhängen des Folienmaterials in Vorbereitung auf den Formschritt erzeugt. Derartige Verfahren können bei offenen Formen oder abgewinkelten Enden, die mit einem flachen mittleren Abschnitt verbunden sind, nicht eingesetzt werden.
Das US-Patent 4,744,848 vom 17. Mai 1988 beschreibt einen Rahmen mit gelenkig gelagerten Seitenteilen, der pendelt, um ein Formen mit minimaler Streckung zu ermöglichen. Diese Anordnung beruht auf dem Kontakt mit einer Positivform und einer Negativform, um das Schwenken der Rahmenenden zu bewirken, was wiederum die Folien vor dem Formen so biegt, daß sie den Konturen der Form näher entsprechen. Siehe auch das US-Patent 3,574,807 vom 13. April 1971, das einen Rahmen beschreibt, der in der Mitte gelenkig gelagert ist, um eine abgewinkelte Form der Artikel zu erzeugen.
Diese Patente offenbaren nicht das Anpassen eines schwenkbaren Klemmrahmens an automatisierte Thermoformmaschinen.
Folglich ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein lineares Transportsystem für mehrere Klemmrahmen anzugeben, die zum Halten von Folien während der Schritte des Heizens und des Formens in einer Thermoformmaschine verwendet werden.
Das System ist für Artikelgrößen geeignet, die für die praktische Anwendung bei Rundtaktmaschinen zu groß sind.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Diese und andere Aufgaben, die beim Studium der folgenden Beschreibung und Ansprüche deutlich werden, löst ein lineares Transportsystem für einen Satz aus zwei Klemmrahmen.
Jeder der Klemmrahmen wird durch eine hin- und hergehende Transportschienenstruktur sukzessive durch eine Bestückungsstation, eine Heiz- oder Ofenstation, eine Formstation und eine Hebe/Rückführstation bewegt. Jeder Klemmrahmen wird in der Heiz-, der Form- und der Hebel/Rückführstation leicht angehoben, um das Zurückziehen der Transportschienenstruktur zum Aufnehmen eines nachfolgenden Klemmrahmens für separaten Transport zu ermöglichen.
Jeder Klemmrahmen wird auf eine Höhe über den Ofen der Heizstation angehoben und über den Ofen hinweg zu einer Position über der Bestückungsstation zurücktransportiert. Nach teilweisem Absenken wird der Rahmen mit einem abgeschnittenen Folienstück bestückt und danach auf die Transportschienenstruktur abgesenkt.
Jeder Klemmrahmen hat schwenkbar gelagerte Endabschnitte, die jeweils mit Paaren ausfahrbarer Zahnstreben in Eingriff kommen, wenn jeder Rahmen in der Formstation ist, wobei die Streben durch die Wirkung eines Antriebssystems jeweils eine Kurvenrolle in Eingriff mit einem Paar Seitenkanälen bewegen, die beidseitig des Rahmens angeordnet sind. Die Zahnstreben werden zurückgezogen, um sie von den Seitenkanälen zu lösen, damit der Klemmrahmen zu der Hebe/Rückführstation weitertransportiert werden kann.
Eine Anordnung von Pneumatikzylindern und eine Reihe von Klemmstangen sind um den Innenumfang des Klemmrahmens herum angeordnet. Die Zylinder werden betätigt, um die Klemmstangen zurückzuziehen oder vorwärts zu bewegen: Dies geschieht durch Anwenden von Luftdruck, der durch Verteilerstangen übertragen wird, die mit einer der Hebeplatten in Kontakt steht, welche von jedem Ende des Klemmrahmens abstehen.
Die Verteilerplatten sind auf Hubzylindern befestigt, die an der Bestückungsstation und an der Formstation angeordnet sind, um eine Strömungsverbindung mit den Zylindern herzustellen, wenn der Klemmrahmen von den Transportschienen abgehoben wird.
In der Bestückungsstation wird ein Folienstück in den Klemmrahmen gehoben, und die Zylinder werden derart betätigt, daß das Folienstück in den Klemmrahmen geklemmt wird.
In der Rahmenstation werden die Zylinder zurückgezogen, während die Folie geformt wird, um das Folienstück freizugeben und das Entnehmen des geformten Artikels zu ermöglichen.
Die Erfindung erlaubt das effiziente Formen von sehr großen, scharfkantigen Artikeln in einem automatischen System, das gegenüber vergleichbaren Rundtaktmaschinen einen relativ geringen Platzbedarf hat.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht einer Thermoformmaschine nach der Erfindung.
Fig. 2A bis 2G sind Diagramme, die die lineare Bewegung zweier Klemmrahmen durch die Maschine der Fig. 1 darstellen.
Fig. 3 zeigt eine Seitenansicht des unteren Transportsystems für die Klemmrahmen.
Fig. 4A ist eine Ansicht des Schnitts 4-4 in Fig. 3, in der ein Teilabschnitt eines Klemmrahmens auf der Transportschienenstruktur aufliegt.
Fig. 4B ist der gleiche Schnitt wie Fig. 4A, wobei jedoch der Klemmrahmen von den Transportschienen abgehoben dargestellt ist.
Fig. 5 ist eine Ansicht des Schnitts 5-5 in Fig. 3.
Fig. 6 ist eine Seitenansicht des oberen Transportsystems für die Klemmrahmen.
Fig. 7 ist eine Ansicht des Schnitts 7-7 in Fig. 7, wobei ein Teil des Klemmrahmens in gestrichelten Linien dargestellt ist.
Fig. 8 ist eine Darstellung des Riemenantriebs für das obere Transportsystem.
Fig. 9 ist eine Darstellung des Riemenantriebs für das untere Transportsystem.
Fig. 10 ist eine Draufsicht eines Klemmrahmens.
Fig. 11 ist eine Ansicht des Schnitts 11-11 in Fig. 10.
Fig. 12 ist eine Endansicht des Klemmrahmen-Schwenksystems.
Fig. 13 ist eine Draufsicht des Klemmrahmen-Schwenksystems.
Fig. 14 ist eine Seitenansicht des Klemmrahmen-Schwenksystems.
Fig. 15 ist eine vergrößerte Endansicht eines der Zahnstrebenmechanismen, die bei dem in den Fig. 12 bis 14 gezeigten Schwenksystem verwendet werden.
Fig. 16 ist eine Anordnungsansicht, die die Funktionsweise einer Seite des Klemmrahmen-Schwenkmechanismus zeigt.
Fig. 17 ist ein Diagramm der Verteiler-Strömungsverbindung zu den Pneumatikzylindern des Klemmrahmens.
Fig. 18A und 18B sind Diagramme, die das Abschneiden und Laden eines Folienstückes in einen Klemmrahmen darstellen.
In Fig. 1 ist eine Thermoformmaschine 10 nach der vorliegenden Erfindung dargestellt.
Die Maschine 10 umfaßt eine Bestückungs/Rückführstation 12, eine Heizstation 14, eine Formstation 16 (ohne Werkzeuge dargestellt) und eine Hebe/Rückführstation 18. Die Maschinenteile sind auf einem Maschinenrahmen 20 gehalten.
Untere Transportsystem-Führungsschienen 22 verlaufen durch die Stationen 12 bis 18 und Rückführ- oder obere Transportsystem-Führungsschienen 24 verlaufen oberhalb der und entlang den Stationen 12 bis 18 zurück (auch wenn sie unter der oberen Formträgerplatte der Formstation 16 verlaufen).
Die Bestückungs/Rückführstation 12 enthält ein Folien-Schneide- und -Ladegerät 26, um eine zu formende Folie in einen Klemmrahmen zu laden. Die grundlegende Anordnung dieses Geräts wird weiter unten beschrieben.
Zwei Klemmrahmen A, B werden auf einer Transportschienenstruktur 40 (Fig. 2A bis 2E) der unteren Schienen 22 separat und sukzessive von der Bestückungsstation 12 durch die Stationen 14 bis 18 transportiert und von dort über die oberen Schienen 24 zurücktransportiert.
Eine obere und eine untere Heizplatte 28, 30, die einen Ofen bilden, sind in der Heizstation 14 angeordnet, und zwar zusammen mit einer unteren Abschirmung, wobei die untere Abschirmung und/oder der Ofen beweglich ist, um eine durchhängende erwärmte Folie freizugeben. Derartige Öfen und Abschirmungen sind wohlbekannt und sind nicht Teil der vorliegenden Erfindung, weswegen sie hier auch nicht im Detail beschrieben sind.
Die Formstation 16 umfaßt eine obere und eine untere Formträgerplatte 32, 34 zum Aufnehmen von Werkzeugen, um die Folie zu einem Artikel zu formen und den geformten Artikel zu entnehmen. Da derartige Werkzeuge und Geräte zum Handhaben von Artikeln ebenso wohlbekannt sind und selbst nicht Teil der vorliegenden Erfindung sind, werden hier keine weiteren Details angegeben, außer im Zusammenhang mit dem Schwenken von Abschnitten der Klemmrahmen, das dazu dient, den Formprozeß zu erleichtern, wie weiter unten beschrieben wird.
Die Hebe/Rückführstation 18 hat einen Hebemechanismus, der einen Satz von vier Zahnstreben 36 umfaßt, die gleichzeitig angetrieben werden, um einen Klemmrahmen A oder B für den Rücktransport zu der Station 12 von den unteren Schienen 22 zu den oberen Schienen 24 anzuheben. Ein Absenkmechanismus, der ebenfalls einen Satz von vier Zahnstreben 38 enthält, wird angetrieben, um den zurückgeführten Klemmrahmen A bzw. B, der von der Transportschienenstruktur 41 auf den oberen Schienen 24 freigegeben wurde, in eine Bestückungsposition und danach auf die unteren Schienen 22 abzusenken, damit der Rahmen für einen weiteren Zyklus bereit ist.
Die Fig. 2A bis 2G sind Diagramme, die die grundlegenden Maschinenzyklen und die Bewegung der Rahmen A und B durch die Maschine darstellen.
In Fig. 2A liegt der Klemmrahmen A auf einer Transportschienenstruktur 40 auf, und der Klemmrahmen B ist in Station 16 außer Kontakt mit der Transportschienenstruktur 40 angehoben. Der untere Transportantrieb 42 wird aktiviert, um den Klemmrahmen A von der Station 12 zu der Station 14 zu transportieren, wo er von der Transportschienenstruktur 40 weg gehoben wird, wie in Fig. 2B angedeutet.
Die Transportschienenstruktur 40 wird dann wie in Fig. 2C gezeigt zurückgezogen, und der Rahmen B wird darauf abgesenkt und dann zu der Rückführstation transportiert (Fig. 2D nach Entnahme des geformten Teils).
Der Hebemechanismus 36 hebt den Rahmen B von der vorgeschobenen Transportschienenstruktur 40 ab, und zwar nach oben zu einer oberhalb verlaufenden oberen Transportschiene 41, die von einem oberen Transportantrieb 44 angetrieben wird. Der Rahmen B wird durch Aktivieren eines Greifermechanismus auf der oberen Transportschienenstruktur 41 festgehalten, bevor er zurücktransportiert wird.
In der Zwischenzeit ist die untere Transportschienenstruktur 40 in ihre zurückgezogene Stellung zurückgekehrt und ist derart angeordnet, daß sie den Rahmen A aufnimmt, der von der Heizstation 14 auf ihren mittleren Abschnitt abgesenkt wird (Fig. 2E). Mit der nächsten Vorwärtsbewegung der Transportschienenstruktur 40 wird der Klemmrahmen A zu der Formstation 16 transportiert und angehoben (Fig. 2F), während die obere Transportschienenstruktur 41 zu einer Stelle zurück bewegt wird, in der sie den Rahmen B über der Bestückungsstation 12 anordnet.
Wenn der Rahmen B von der oberen Transportschienenstruktur 41 freigegeben wurde, senkt der Absenkmechanismus 38 diesen auf eine Bestückungsposition ab, in der er mit einer abgeschnittenen Folie bestückt wird.
In der Zwischenzeit wird die untere Transportschienenstruktur 40 zurückgezogen, so daß der bestückte Rahmen B auf die Transportschienenstruktur 40 abgesenkt werden kann und für einen weiteren Zyklus bereit ist.
Die Transportschienenstruktur 40 verläuft über drei Stationen und wird über die Strecke zwischen den Stationen hin- und herbewegt, um einen schrittweisen sukzessiven Transport jedes Klemmrahmens A und B durch die Stationen 12 bis 18 zu realisieren.
Die Fig. 3 bis 5 zeigen weitere Einzelheiten des unteren Transportsystems mit den unteren Schienen 22 und einer Transportschienenstruktur 40, die mittels Führungslagern 46 für eine geführte Bewegung auf den Schienen 22 montiert sind (in den Fig. 4A, 4B und 5 ist nur die rechte Seite dargestellt). Die Schienen 22 sind auf dem festen Maschinenrahmen gehalten, der über die Länge der Schienen 22 verteilt Stützstreben 48 enthält.
Die Länge der Transportschienenstruktur 40 entspricht drei der Stationen 12 bis 18, und Sätze von beabstandeten Positionierstiften 50A, 50B, 50C sind in Abständen entlang der Länge der Transportschienenstruktur 40 angeordnet, entsprechend den Abständen zwischen den Stationen. Die Sätze der Stifte 50A, 50B, 50C können durch entsprechende Arbeitszylinder 52 angehoben und abgesenkt werden, so daß sie in Löchern 54 im Boden des Klemmrahmens A bzw. B aufgenommen oder daraus herausgezogen werden.
In der angehobenen Stellung befestigen die Stifte 50A, 50B, 50C den Klemmrahmen A bzw. B in der Stellung, während die Transportschienenstruktur vorgerückt wird.
Der Klemmrahmen A bzw. B wird außer Kontakt mit der Transportschienenstruktur 40 angehoben, wenn er in die Stationen 14, 16 18 (Fig. 4B) transportiert worden ist, um das Zurückziehen zu ermöglichen.
In den Stationen 14 und 16 erfolgt dieses Anheben durch Arbeitszylinder 56, die jeweils eine Betätigungsstange 58 haben, an der ein Stab 60 befestigt ist, der kegelförmige Zapfen 62 trägt, die in Öffnungen in Hebeplatten 64 passen, welche an beiden Enden des Klemmrahmens A bzw. B geschweißt sind.
Die Klemmrahmen A und B werden in den Stationen 14 und 16 nur ein kleines Stück angehoben, d. h. 6,3 mm (1/4 Inch), gerade ausreichend, um das Rückführen der Tansportschienenstruktur 40 nach Zurückziehen der Stifte 50A, 50B, 50C zu ermöglichen.
Bei der Station 18 wird das Anheben durch den Hebemechanismus 36 ausgeführt.
Die Fig. 5 zeigt eine der vier Zahnstreben 66, die paarweise verbunden sind, wobei Stangen 68 an die Enden geschweißt sind, um ein Drehen zu verhindern und um sicherzustellen, daß der Hub gleichmäßig ausgeführt wird, wenn das Zahnrad 70 zum Anheben der Streben 66 durch an Antriebssystem gedreht wird.
Eine ähnliche Anordnung ist in dem Absenkmechanismus 38 bei Station 12 ausgebildet.
Die Fig. 6 und 7 zeigen das obere oder Rückführtransportsystem mit den Schienen 24 und der oberen Transportschienenstruktur 41, die Greifelemente 74 trägt, welche geeignet sind, mit den Hebeplatten 64 der Klemmrahmen A und B in Eingriff zu kommen, um die Klemmrahmen A, B zu fassen. Nach unten bewegte Positionierstifte 76 greifen in Löcher in der Oberseite der Klemmrahmen A und B ein.
Sowohl die obere als auch die untere Transportschienenstruktur 40, 41 wird von Riemenpaaren 78, 80 in beide Richtungen angetrieben, die über Riemenscheiben 82, 84 (Fig. 8, 9) angeordnet und an Querstangen 86, 88 geklemmt sind. Elektromotoren (nicht dargestellt) werden verwendet, um die Riemenscheiben 82, 84 auf herkömmliche Art und Weise über (nicht dargestellte) Antriebswellen anzutreiben.
Die Fig. 10 zeigt einen der beiden identischen Klemmrahmen A, B, der aus einem rechteckigen offenen Rahmen 94 besteht, der aus Aluminium-Fließpreßteilen 90 besteht, die an ihren Enden miteinander verbunden sind.
U-förmige Teile 92 haben Schenkel 96, die bei 98 gelenkig an der Innenseite jedes der Enden des rechteckigen Rahmens 94 befestigt sind.
Um den Innenumfang der Klemmrahmen A, B herum sind eine Reihe pneumatischer Zylindermechanismen 100 zum Einklemmen der Folie angeordnet. Diese sind in Teilen angeordnet, um Paare von Klemmstangen 102, 104 (Fig. 11) als ein Teil zusammen zu bewegen, um eine rechteckige Folie, die innerhalb des durch den Klemmzylindermechanismus definierten rechteckigen Raums angeordnet ist, zu ergreifen oder freizugeben.
Die linken Endplatten 64A haben Öffnungen, die mit Anschlußstücken verbunden sind, um eine Strömungsverbindung zu dem Rohr 116 und zu Verteilerplatten 106 zum Aktivieren oder Deaktivieren der Pneumatikzylinder 100 herzustellen.
Die Paare der Zylinder 100 sind auf einander abgewandten Seiten von Streben 108 befestigt, und arbeiten über zentrale Verbindungselemente 112, die mit jeweiligen Stangen 102, 104 verbunden sind.
Die Stangen 102, 104 haben komplementär ineinanderpassende Kanten, die mit der Kante 110 der Kunststoffolie in Eingriff kommen, wenn sie zusammengebracht werden.
Die schwenkbaren Abschnitte 92 der Klemmrahmen A, B können in der Formstation nach oben geschwenkt werden.
Dies erfolgt durch Schwenkbetätigungsmittel 118, die jeweils aus einem Paar geneigter Zahnstreben 120 bestehen, die an beiden Seiten des Klemmrahmens A bzw. B angeordnet sind (Fig. 12 bis 16). Die Zahnstreben 120 gleiten in Führungsrohren 122 und haben jeweils eine Kurvenrolle 124 an ihrem oberen Ende.
An einer Seite jeder Zahnstrebe 120 ist eine Zahnstange über ihre Länge ausgebildet, die mit einem Antriebszahnrad 126 in Eingriff steht, so daß sie nach oben ausgefahren und dann wieder zurückgezogen wird.
Ein einziges Motorgetriebe 128 treibt alle Antriebszahnräder 126 an. Ein Antriebsriemen 130 läuft um eine von dem Motorgetriebe 128 angetriebene Antriebsriemenscheibe 132, die ihrerseits um eine verstellbare Spannrolle 134 und eine Riemenscheibe 136 auf einer Querwelle 138 läuft, die an gegenüberliegenden Antriebszahnrädern 126 befestigt ist.
Eine Antriebswelle 140 überträgt den Antrieb auf den gegenüberliegenden rechten Aktivierungsmechanismus 118.
Eine Verbindungsstange 142 verbindet jeweils die Paare der Zahnstreben 120 miteinander, um eine Drehung zu verhindern und um sicherzustellen, daß sie sich gemeinsam bewegen.
Die Kurvenrollen 24 treten in ein Ende eines Führungskanals 144 auf jeder Seite der beiden Enden der Klemmrahmen A, B ein, wenn die Zahnstreben 120 ausgefahren sind.
Eine fortschreitende Bewegung bewirkt, daß der Schwenkabschnitt 92 nach oben schwingt, wobei die darin eingeklemmten Folienabschnitte gebogen werden.
So wird die Folie in nähere Übereinstimmung mit dem Positivwerkzeug T gebogen, bevor es durch Vakuumstreckziehen auf das Werkzeug T gebracht wird, wie in Fig. 16 dargestellt, wodurch das Strecken des Folienmaterials stark reduziert wird.
Die Zahnstreben 120 können dann zurückgezogen werden, wodurch sie den Klemmrahmen A bzw. B freigeben, der auf die Transportschienenstruktur 20 abgesenkt und zu der Rückführstation transportiert wird.
Die Hebeplatten 64A der Klemmrahmen A, B haben Fluidöffnungen, um die Zylinder 100 zu versorgen.
Eine Verteilerstange 146 ist an der Ladestation 12 und an der Formstation 16 vorgesehen.
Wenn der Rahmen A bzw. B angehoben ist, sind in einer Linie angeordnete Teile der Stange 146 abdichtend an Teile der Platten 64A gekoppelt.
Ein separater Klemmechanismus 150 stellt einen abdichtenden Kontakt sicher und verhindert zudem in der Formstation 16 die Bewegung des Klemmrahmens A bzw. B. Dies stellt eine Strömungsverbindung mit einem Luftzuführkreislauf 152 her.
Die Fig. 18A, 18B zeigen das Prinzip der Folienbestückung in der Station 12.
Material wird von einer Rolle Folienmaterial abgezogen, über einen Hebetisch 154 gezogen und dann abgeschnitten. Das Material überlappt alle vier Kanten. Der Tisch 154 wird nach oben gefahren, um die Folie S in den Rahmen A bzw. B zu plazieren, dessen Greifklemmstangen offen sind.
Die Greifer werden aktiviert, die Folienkante zu ergreifen und die Folie vollständig in den Rahmen A bzw. B zu laden, der dann wie oben beschrieben auf die Transportschienenstruktur 40 abgesenkt wird.
Zwar wurden hier zwei Klemmrahmen beschrieben, doch könnten bei anderen Anwendungen auch zusätzliche Klemmrahmen verwendet werden, um die Zeit zu verkürzen, die notwendig ist, um einen leeren Rahmen zurück zu transportieren und diesen in Vorbereitung eines neuen Zyklus bestehend aus Erwärmen und Formen erneut zu bestücken.
Zudem werden manchmal eine Reihe von Öfen verwendet, von denen jeder die Folien teilweise erwärmt, die sukzessive durch die Reihe von Öfen transportiert werden, um die Zykluszeit zu verringern. Bei dieser Ausführungsform werden für jeden Ofen zusätzliche Klemmrahmen eingesetzt.
Auch kann die Anordnung auf andere Thermoformverfahren angewendet werden, wie beispielsweise das sogenannte "Twin-sheet"-Formen, wobei zwei Folien zu Artikelkomponenten geformt und dann zusammengepreßt werden, um einen integralen Artikel zu formen.
Schließlich ermöglicht es die vorliegende Erfindung, beliebig viele zusätzliche Stationen auf einfache Art und Weise hinzuzufügen, indem die Linie verlängert wird, während der Platzbedarf noch in einem vernünftigen Rahmen bleibt. Die Stationen können leicht hinzugefügt, gewechselt oder entfernt werden, um eine hohe Flexibilität des Konzepts bei einer breiten Palette von Anwendungen zu ermöglichen.

Claims

1. Thermoformmaschine (10) mit

einer Heizstation (14) zum Vorwärmen einer Folie thermoplastischen Materials,

einer Formstation (16), an der die vorgewärmte Folie zu einem Artikel geformt wird, indem er durch Werkzeuge in der Formstation (16) geformt wird, mehreren Klemmrahmen (A, B), die jeweils Klemmittel (100, 102, 104) zum Einklemmen einer Folie darin haben, und

einer Bestückungsstation (12) vor der Heizstation (14) zum Einlegen einer Folie in einen in die Bestückungsstation (12) bewegten Klemmrahmen (A, B),

gekennzeichnet durch

ein lineares Vorwärtstransportsystem mit Mitteln zum sukzessiven Transportieren jedes mit einer Folie bestückten Klemmrahmens (A, B) aus der Bestückungsstation (12) und durch die Heizstation und die Formstation (14, 16) hindurch, wobei die Mittel eine horizontal verlaufende Vorwärtstransportstruktur (40) und Antriebsmittel (42) zum Bewegen der Vorwärtstransportstruktur (40) zurück und vor zwischen einer vollkommen zurückgezogenen und einer vollkommen vorgerückten Stellung haben, um Klemmrahmen (A, B) schrittweise durch jede der Stationen (14, 16) zu tragen,

eine Rückführstation (18),

einen ersten Hebemechanismus (36), der jeden Klemmrahmen (A, B) anhebt, nachdem er aus der Formstation (16) heraus und in die Rückführstation (18) hinein transportiert wurde,

ein lineares Rücktransportsystem, das jeden angehobenen Klemmrahmen (A, B) aufnimmt und jeden angehobenen Klemmrahmen (A, B) an der Formstation und der Heizstation (16, 14) vorbei an eine Stelle transportiert, die mit der Bestückungsstation (12) auf einer Linie liegt,

einen zweiten Hebemechanismus (38), der jeden Klemmrahmen (A, B) zu dem Vorwärtstransportsystem absenkt, und

Mittel (56 bis 64) zum Bewegen jedes Klemmrahmens (A, B) aus dem Eingriff mit der Vorwärtstransportstruktur in der Heizstation (14) und der Formstation (16), wobei die Bewegung der Vorwärtstransportstruktur (40) so ausgelöst wird, daß eine separate Transportbewegung eines Klemmrahmens (A, B) erzeugt wird, der in Eingriff mit der Vorwärtstransportstruktur (40) bleibt, während ein anderer Klemmrahmen (A, B) nicht mit der Vorwärtstransportstruktur (40) in Eingriff steht, wobei der eine Klemmrahmen (A, B) weitertransportiert wird, während der andere Klemmrahmen (A, B) in der Heizstation (14) oder in der Formstation (16) bleibt.

2. Thermoformmaschine (10) nach Anspruch 1, wobei die Vorwärtstransportstruktur (40) in der zurückgezogenen Stellung von der Bestückungsstation (12), an der die Klemmrahmen (A, B) mit einer Folie bestückt werden, zu der Formstation (16) und in der vorgerückten Stellung von der Heizstation (14) zu der Rückführstation (18) verläuft.

3. Thermoformmaschine (10) nach Anspruch 1 oder 2, die ferner Hebemittel zum Anheben der Klemmrahmen (A, B) nach dem Transport durch die Vorwärtsbewegung der Vorwärtstransportstruktur (40) hat, um das Rückführen der Vorwärtstransportstruktur (40) zu ermöglichen.

4. Thermoformmaschine (10) nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Vorwärtstransportstruktur (40) eine Reihe von Sätzen einziehbarer Positionierelemente (50A, 50B, 50C) enthält, die das Befestigen der Klemmrahmen (A, B) in Längsrichtung in jeder von drei Längspositionen entsprechend den Positionierelementen unter den Stationen (12 bis 18) in der zurückgezogenen und der vorgerückten Stellung der Vorwärtstransportstruktur (40) ermöglicht.

5. Thermoformmaschine (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jeder der Klemmrahmen (A, B) einen Schwenkteil (92) hat, an den ein Abschnitt einer geladenen Folie geklemmt ist, und mit Mitteln (118) zum Schwenken des Teils (92), wenn der Klemmrahmen (A, B) sich an der Formstation (16) befindet, wobei die Mittel (118) eine ausfahrbare Schwenkstruktur (120) enthalten, die normalerweise nicht mit dem Teil (92) in Eingriff steht, jedoch zum Eingreifen mit dem Schwenkteil (92) und Schwenken desselben in Vorbereitung eines Formvorgangs an einer darauf geladenen Folie ausfahrbar ist.

6. Thermoformmaschine (10) nach Anspruch 3, 4 oder 5, wobei die Klemmrahmen (A, B) eine Reihe von pneumatisch betätigten Greiferklammern (100) haben, und mit einer lösbaren Fluiddruckverbindung (116), die an der Bestückungsstation und an der Formstation (12, 16) vorliegt, wenn die Klemmrahmen (A, B) durch die Hebemittel angehoben werden, um eine Greifoperation und eine Freigabeoperation der Greifer zum Festhalten bzw. Lösen der Folie an der Bestückungsstation bzw. der Formstation (12, 16) zu ermöglichen.

7. Thermoformmaschine nach einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei das Rücktransportsystem eine obere Transportstruktur (41) und Mittel (74) zum lösbaren Ergreifen eines Klemmrahmens (A, B) enthält, der zu der Unterseite der oberen Transportstruktur (41) angehoben wurde.

8. Thermoformmaschine nach einem der Ansprüche 2 bis 7, wobei separate reziproke Hübe der Vorwärtstransportstruktur (40) jeden der Klemmrahmen (A, B) separat von Station zu Station transportieren.

9. Verfahren zum Transportieren von Folien vor Einklemmen derselben in einen von mehreren Klemmrahmen (A, B) in einer Thermoformmaschine (10), wobei das Transportieren von einer Heizstation (14) zu einer Formstation (16) erfolgt, mit den folgenden Schritten:

Laden eine der Folien in einen ersten Klemmrahmen (A), um die Folie darin zu halten;

Transportieren des ersten Klemmrahmens (A) in eine Heizstation (14);

nachfolgendes Laden einer weiteren Folie in einen zweiten Klemmrahmen (B);

Transportieren des ersten Klemmrahmens (A) aus der Heizstation (14) heraus und in eine Formstation (16) hinein, die horizontal von der Heizstation (14) beabstandet und linear mit der Bestückungsstation und der Heizstation (12, 14) ausgerichtet ist;

Transportieren des zweiten Klemmrahmens (B) in die Heizstation (14);

Entfernen eines geformten Artikels aus dem ersten Klemmrahmen (A) und Transportieren des ersten Klemmrahmens (A) aus der Formstation (16) heraus und in eine Rückführstation (18) hinein;

Anheben des ersten Klemmrahmens (A) über die Heizstation (14);

Rückführen des ersten Klemmrahmens (A) zu der Bestückungsstation (12) über einen über der Heizstation (14) verlaufenden Weg;

Transportieren des zweiten Klemmrahmens (B) von der Heizstation (14) zu der Formstation (16);

Entfernen eines geformten Artikels aus dem zweiten Klemmrahmen (B) und Transportieren des zweiten Klemmrahmens (B) aus der Formstation (16) heraus und in die Rückführstation (18) hinein; und

Wiederholen dieser Schritte, um kontinuierlich Artikel aus Folien zu formen, die nacheinander in den ersten und den zweiten Klemmrahmen (A, B) geladen werden, wobei bei dem Schritt des Transportierens des ersten und des zweiten Klemmrahmens (A, B) eine Vorwärtstransportstruktur (40) wiederholt hin- und herbewegt wird und der erste und der zweite Klemmrahmen (A, B) in den Stationen während der Rückführbewegung der Vorwärtstransportstruktur (40) davon angehoben werden.

10. Verfahren nach Anspruch 9, das ferner die Schritte des Ausfahrens der Positionierelemente in den ersten und den zweiten Klemmrahmen (A, B) während des Transports derselben enthält.