EP4543660A1 - VERFAHREN UND AUSTAUSCHVORRICHTUNG ZUM AUTOMATISIERTEN AUSTAUSCHEN EINER ÄUßEREN FORM EINER UMFORMSTATION GEGEN EINE WECHSELFORM - Google Patents

VERFAHREN UND AUSTAUSCHVORRICHTUNG ZUM AUTOMATISIERTEN AUSTAUSCHEN EINER ÄUßEREN FORM EINER UMFORMSTATION GEGEN EINE WECHSELFORM

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EP4543660A1
EP4543660A1 EP23708770.5A EP23708770A EP4543660A1 EP 4543660 A1 EP4543660 A1 EP 4543660A1 EP 23708770 A EP23708770 A EP 23708770A EP 4543660 A1 EP4543660 A1 EP 4543660A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
mold
gripping
alternating
parts
holder
Prior art date
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Pending
Application number
EP23708770.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Christian Polzin
Frank Lewin
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KHS GmbH
Original Assignee
KHS GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by KHS GmbH filed Critical KHS GmbH
Publication of EP4543660A1 publication Critical patent/EP4543660A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • B29C49/42384—Safety, e.g. operator safety

Definitions

  • Method and exchange device for automatically exchanging an external mold of a forming station for an alternating mold
  • the present invention relates to a method for automatically exchanging an external mold of a forming station for an alternating mold.
  • the present invention relates to an exchange device for exchanging an external form of a forming station for an alternating form.
  • Blow molds are basically known and are usually made up of two side parts and a base part. The blow mold can also be viewed as an external shape or mold. Blow molds are used in blow molding machines to make containers such as: B. bottles, to be produced in a blow molding process. In the blow molding process, the blow mold forms a negative for the containers to be manufactured. If another product is to be used, e.g. B.
  • blow molding machines have a large number of blow molds that need to be replaced. For example, blow molding machines with 16 individual blow molding stations are known, in each of which a three-part blow mold is arranged and a corresponding number of parts have to be replaced.
  • blow molding In addition to blow molding, other methods are also known for producing containers in a molding process. For example, forming machines for containers are known, which form the containers and fill them at the same time. For this reason be The general terms forming machine, external mold and forming station are used below. These terms can include, for example: B. blow molding machines, blow molding and blow molding stations can be subsumed. Blow molding machines, blow molds and blow molding stations are also synonymous with other processes for producing containers in a molding process.
  • blow molding machines with changing robots are known from the prior art, with which the blow molds can be exchanged automatically.
  • the changing robots are also known as industrial robots or industrial manipulators.
  • Multi-axis pivoting industrial robots with gripping means are used to convert the blow molds of a blow molding machine, which are arranged in a so-called blow molding station.
  • Blow molding machines with changing robots are known, for example, from the documents EP 2 878 423 B1 and DE 20 2012 013 536 U1.
  • the object of the present invention is therefore to address one of the above-mentioned problems, to improve the general state of the art or to provide an alternative to what was previously known.
  • a solution is to be provided with which the blow molds to be changed can be removed more easily from a blow molding station.
  • a method for automatically replacing an external shape of a forming station with an alternating shape according to claim 1 is proposed.
  • the proposed method can be viewed as a conversion process in which a forming machine is converted or converted from one product to another.
  • the method is therefore not carried out in a production plant in which containers are produced in a forming process, but rather the method is carried out in a conversion plant in which the forming machine is converted.
  • Exchanging can also be understood as changing or converting.
  • An automated exchange is proposed, for example an exchange with a robot-assisted changing device, as is known from the prior art.
  • the forming station is part of a forming machine for producing containers from preforms.
  • Forming machines for producing containers are generally known, such as blow molding machines for producing PET bottles.
  • Plastic bottles, plastic canisters, water containers, fuel containers or the like can be mentioned as examples of containers.
  • a forming machine usually has a large number of forming stations in which the containers are formed from a preform into a container.
  • forming machines are known with a large number of forming stations, which are arranged circumferentially on a forming wheel.
  • the forming wheel is rotatably mounted so that the forming stations arranged on the forming wheel can be gradually rotated into an exchange area.
  • An exchange area is understood to be a local area in which an exchange of the external form for an alternating form takes place.
  • the containers can be shaped, for example, using a stretching rod.
  • the forming station also has a mold holder for detachably holding the outer mold and the changing mold.
  • the mold receptacle is therefore a receptacle for the outer shape and the changing mold and it is intended and set up to releasably accommodate the outer shape.
  • the outer shape and the alternating shape are therefore detachably connected to the shape holder, for example via a detachable connection.
  • the outer shape and/or the alternating shape can therefore be detached or removed from the shape holder.
  • the mold holder which can also be understood synonymously as a mold carrier, is a technical unit that carries the external shape or the changing shape.
  • the detachable connection can, for example, be detachable hydraulically, electrically or mechanically and be designed as a controllable fixing agent.
  • the outer mold is firmly clamped in the mold holder and secured against movement.
  • the fixation is released, for example automatically with a control unit that is set up to release the mechanical connection between the parts of the outer mold and the mold holder.
  • the outer shape and the alternating shape are each designed in several parts from a first side part and a second side part and optionally from a base part.
  • An example of an external shape and changing shape is, for example, a blow mold that is used in a blow molding process to produce the containers.
  • the external shape and changing shape can also be viewed as a shaping tool.
  • the outer shape and the alternating shape are made of aluminum, for example.
  • the outer form and the interchangeable form are therefore multi-part (three-part) tools and have a negative form of the container to be finished on their inside.
  • the method according to the invention includes the step of moving the mold holder into a partially opened state. It is therefore proposed that the mold holder of the molding station is opened, for example swung open.
  • the molding station has an opening and closing system which is set up to move the mold receptacle from a closed state to an open state and which is set up to move the mold receptacle from an open state to a closed state.
  • the mold holder of the forming station can therefore be opened and closed.
  • a partially opened state is a state in which the mold holder cannot be removed from the mold holder. It is understood that the mold holder was previously closed, i.e. positioned in a closed state. The mold holder is therefore partially moved from the closed state towards a fully opened state.
  • the outer mold In the fully opened state, which is referred to as the open state, the outer mold can be removed from the mold holder of the forming station.
  • a partially opened state In addition to the closed state and the open state of the mold holder, there is also a partially opened state, which can also be understood as an intermediate state. Moving the mold holder into a partially opened state can also be understood as partially opening the mold holder. In the partially opened state, the external mold cannot be removed from the mold holder.
  • first and second side parts of the outer shape are then gripped.
  • the wording “afterwards” should not be construed as immediately afterwards.
  • the wording “afterwards” expresses that other steps can also be planned between the steps. “Afterwards” should be understood to mean that it determines the chronological order of the procedural steps.
  • the wording “afterwards” expresses that the gripping of the first and second side parts of the outer mold takes place after the mold holder has been partially opened.
  • other steps can take place in between, such as releasing a connection between the first side part and the mold holder and releasing a connection between the second side part and the mold holder.
  • the side parts are gripped automatically using a gripping device, for example with an industrial robot that can be pivoted on several axes. Gripping the first and second side parts of the outer shape preferably takes place simultaneously, but it can also take place one after the other.
  • the side parts can be gripped in different ways, for example by gripping, sucking, clamping parts of the side parts or the like.
  • Grasping therefore refers to the fact that the external form and/or the alternating form is grasped and is therefore movable. Gripping can take place, for example, mechanically, pneumatically, magnetically or adhesively, depending on how the gripping system is designed.
  • the further step is to move the mold holder into a more open state. It is therefore proposed that after the side parts have been gripped, the mold receptacle is moved into a more open state, for example as described above, automatically with the opening and closing system of the mold receptacle. The mold holder is therefore opened even further after it has been moved into the partially opened state and the side parts have then been gripped, for example up to a completely opened state. It is provided that the mold receptacle is opened so wide that the gripped side parts can be moved out of an interior area surrounded by the mold receptacle. The further open state therefore differs from the partially opened state in that in the further open state the gripped molded parts can be moved out.
  • the further step is to move the gripped side parts out of an interior area surrounded by the mold receptacle and, optionally, a subsequent gripping of the base part takes place the outer shape and moving the gripped base part out of the interior area surrounded by the shape holder. It is therefore proposed that after the side parts have been gripped and the mold holder has been opened further, the side parts are moved out of the molding station, namely by means of the gripping device.
  • the mold receptacle therefore encloses the outer shape and the alternating mold and an interior space is formed within the mold receptacle in which the outer shape and the alternating mold are or will be arranged.
  • the side parts and a base part be gripped separately from one another and moved out of the mold holder of the forming station. For this reason, it is proposed as an optional step that after moving out the side parts, the base part of the outer mold is then gripped and moved out of the interior of the mold holder with the gripping device if the base part also needs to be changed. If the base part does not have to be replaced when changing the product, only the side parts can be grabbed and automatically removed from the mold holder. If the base shape also needs to be replaced, this can be done after the side parts have been grabbed and moved out. It is therefore suggested that even if the base part is to be removed, the side parts and the base part are removed separately from one another. It is known in the prior art to remove the side parts and base parts at the same time. In the present case, the side parts and the base part are removed separately and one after the other.
  • the opening state does not have to be maintained before the base part is gripped.
  • the opening state of the mold holder can also be changed between removing the side parts and the bottom part.
  • a mold magazine is a magazine that is intended and set up to accommodate the external mold and/or to provide interchangeable molds.
  • the mold magazine can have receiving and holding means for safely storing the outer mold and/or the interchangeable mold. It is therefore proposed that a magazine, which can also be viewed as a shelf or depot, is used to store the parts of the outer mold that have been gripped and moved out of the mold holder.
  • the gripping device is arranged in such a way that it can grip the outer molds of the molding station and store them in the mold magazine.
  • the gripping device and the mold magazine can be stationary be trained.
  • the forming stations of the forming station can, for example, be arranged circumferentially on a rotatably mounted forming wheel and the forming stations can be moved in an exchange area of the gripping device by rotating the forming wheel.
  • the exchange area of the gripping device is considered to be a local area in which an exchange of the outer shape for an alternating shape can be carried out using the gripping device.
  • the method includes the step of gripping the first and second side parts of an interchangeable mold provided in the mold magazine and optionally gripping the base part of the interchangeable mold provided in the mold magazine. It is therefore proposed that interchangeable molds or the side parts and optionally the base part of the interchangeable mold are also provided in the mold magazine. So first the parts of the outer mold are taken from the mold holder, moved out of the mold holder and stored in a mold magazine. In addition, the parts of the changing mold that are provided in the mold magazine are gripped. In contrast to the previously described steps, the sequence of the step of gripping the first and second side parts of an interchangeable mold provided in the mold magazine does not necessarily have to be adhered to in this order in terms of time.
  • the gripping of the changing mold can, for example, also have taken place before the mold holder is moved into the partially opened state, for example if the gripper has several gripping means.
  • the alternating shape can be grabbed first and then the outer shape can be grabbed and moved out, to give an example.
  • the changing mold can also be gripped after the molded parts of the outer mold have been deposited. This is advantageous when an industrial robot with only one pivoting arm is used.
  • the optional step can be taken that a base part of an interchangeable mold provided in the mold magazine is gripped.
  • the gripped molded parts of the changing mold are inserted into the interior area surrounded by the mold carrier after the molded parts of the outer mold have been moved out. It is therefore proposed that after the parts of the outer mold have been removed from the mold holder, the alternating mold is inserted into the mold holder. This is also done automatically using a gripping device.
  • the gripping device can be designed, for example, as an industrial robot and have a gripping arm that can be pivoted in several axes. Such systems are known, as described above in the prior art.
  • the mold holder when the mold holder is moved into the partially opened state, the first side part is moved relative to the second side part. It is therefore proposed that the side parts of the outer mold are moved relative to one another in the mold holder, that is to say, for example, that they are swung open or that they are moved parallel to one another, that is to say that the side parts are pivoted open or moved in parallel.
  • the two side parts are therefore moved relative to one another in terms of time before the gripping device grips the side parts.
  • the two side parts of the outer shape are moved apart and/or together with the gripping device.
  • the gripping device must be very complex.
  • the existing pivoting mechanism of the molding station is used not only to open the molding station, but also to move the side parts of the outer mold relative to one another. In this way, the side parts of the outer mold are prepared for easier removal by the gripping device. It is therefore proposed not only to open the mold holder alone, but also to swing open the side parts or move them parallel.
  • the side parts can be separated from the base part by pivoting or parallel displacement from the base shape.
  • the relative movement of the side parts to one another is therefore also carried out in order to detach the side parts from the base part, since the side parts and the base part are usually mechanically connected to one another via a connecting groove.
  • the relative movement of the side parts means that the side parts can no longer engage with the base shape and can be detached from it. Moving the two side parts towards each other can therefore also be seen as moving the molded parts into an unjoined state.
  • the mold holder is closed, the side parts and the base part interlock with each other in a form-fitting manner. Due to the relative movement of the side parts, this form-fitting connection is released and the side parts and the base shape no longer engage with one another in a form-fitting manner.
  • the side parts are easier to grip with the gripping device and can be more easily removed from the mold holder.
  • the side parts are moved not by means of the gripping device, but rather by means of the existing opening mechanism of the mold holder. In this way, the molded parts are prepared for easier removal from the interior of the mold holder and the gripping device can be designed to be simpler.
  • the proposed method can also be carried out several times in succession, namely at least once for each forming station of the forming machine. It is therefore preferably proposed to carry out the method several times in succession for each forming station.
  • the rotation of a forming wheel is controlled automatically, so that the process can be repeated x times for each forming station. It is therefore proposed to further rotate the forming stations automatically and position them in an exchange area.
  • the method comprises the additional step of releasing a connection between the first side part and the mold receptacle and releasing a connection between the second side part and the mold receptacle and optionally the step of releasing a connection between the base part and the mold receptacle, wherein releasing the connection between the mold parts and the mold is picked up before the molded parts are moved out.
  • the connections between the first and second side parts of the mold holder are released after the first and second side parts of the outer mold have been gripped. It is therefore proposed that the connection between the side parts and the mold holder is only released after the first and second side parts have been gripped with the gripping device. This means that the side panels are always mechanically secured and cannot fall.
  • the side parts are secured in the mold holder and mechanically fixed. This fixation is only released when the side parts are gripped by the gripping device. Since the gripping of the first and second side parts of the outer mold takes place before the mold is completely opened, namely at a time of partial opening, by releasing the fixation at this point in time, the gripping device can stand still or remain stationary, while the mold holder is then in the is transferred to a fully opened state. In this way, the mold holder and the side parts held by the gripper move away from each other, so that a distance is created between the outer mold and the mold carriers and the side parts are subsequently free and can be removed.
  • the partially opened state is chosen so that the side parts and the base shape no longer mesh with one another, i.e. have assumed an unjoined state, and the side parts, when held in this state by the gripping means, move towards one another without further movement of the side parts from the then into the completely opened state can be moved out of the mold holder.
  • the first and second side parts of the outer shape or the alternating shape are gripped simultaneously. It is therefore suggested that the side parts are not gripped one after the other, but at the same time. The side parts are therefore removed in pairs.
  • a gripping means of the gripping device can be provided, which is set up to grip both side parts at the same time. Grabbing the side panels at the same time has the advantage that the changing process is faster.
  • moving the first side part relative to the second side part includes adjusting an opening angle between the first side part and the second side part, the opening angle being in an angular range of 3° to 20°, particularly preferably the opening angle being in an angular range of 5° to 10 °, in a particularly advantageous embodiment the opening angle is in an angular range of 8 ° + 1 °.
  • the side parts be swung open relative to one another. The opening angle is adjusted in relation to the pivot axis of the side parts.
  • An opening angle in the proposed angular range is particularly advantageous since the side parts can be detached from the base mold with such an opening angle and, for example, the molded parts can be separated from one another by a vertical movement of the side parts or the base mold.
  • the existing swivel mechanism of the mold holder can be used for swiveling open. Adjusting the opening angle can also be seen as opening the side panels like a book.
  • the first and second side parts of the provided changing mold are provided with a predetermined opening angle to one another in the mold magazine, the opening angle being in an angular range of 3° to 20°, preferably the opening angle being in an angular range of 5° to 10°, in particular the opening angle is in an angular range of 8° ⁇ 1°. It is therefore proposed that the wide-set alternating shapes be provided with an opening angle.
  • the side parts of the alternating mold are already swiveled open relative to one another so that they can be inserted into the mold receptacle in the swung-open state.
  • the gripping device can thereby be designed more simply and there does not have to be any additional means on the gripping device in order to swing the side parts open relative to one another or to move them parallel to one another.
  • the alternating molds that have already been swung open and made available can thus be inserted more easily into the mold holder and lowered onto the base part with a vertical movement.
  • the mold receptacle can then be closed in order to adjust the joined state of the alternating mold in the interior of the mold receptacle.
  • the further steps of moving the mold receptacle into a partially closed state, establishing a connection between the first side part and the mold receptacle and establishing a connection between the second side part and the mold receptacle take place , and detaching the gripped first and second side parts of the changing mold, and moving the mold holder into a completely closed state. It is therefore proposed that after the changing mold has been introduced into the interior of the mold holder, the mold holder is closed again.
  • the side parts join with the base part, so that a positive connection is formed and the alternating mold is arranged in the mold receptacle in the joined state.
  • the previously loosened connection between the side parts and the mold holder is then restored in order to firmly clamp the side parts in the mold holder and to secure them against unwanted movement.
  • the side parts are detached from the gripping device. Only then is the mold holder completely closed. The order of these steps is arbitrary.
  • the steps preferably take place in the chronological order of moving the mold receptacle into a partially closed state, then establishing a connection between the first side part and the mold receptacle and establishing a connection between the second side part and the mold receptacle, then detaching the gripped first and second side parts of the Changing the mold from the gripping device, then moving the mold holder into a completely closed state.
  • an exchange device for exchanging an outer shape of a forming station with an alternating mold wherein the forming station is part of a molding machine for producing containers from preforms, and the forming station has a mold receptacle for receiving the outer form and the alternating mold, wherein the outer shape and the alternating shape are each designed in several parts from a first side part and a second side part and optionally from a base part.
  • the exchange device includes an opening and closing system that is set up to move the mold receptacle from a closed state to an open state and that is set up to move the mold receptacle from an open state to a closed state.
  • the opening and closing system is designed, for example, with a shape curve or it has electrical or hydraulic means to move the shape holder from the closed to the open state and vice versa.
  • the exchange device also comprises a multi-axis pivotable gripping device, which is set up with a first gripping means for gripping the first and second side parts of the outer shape, and which is optionally set up with a second gripping means for gripping the bottom part of the outer shape.
  • the gripping device is, for example, an industrial robot or the like, as is known from the prior art.
  • the gripping means refer to the means for gripping the side parts or the base part.
  • gripping means can be provided for mechanical, pneumatic, magnetic or adhesive gripping of the molded parts, such as pliers grippers, or magnetic grippers or the like.
  • the exchange device also includes a mold magazine for receiving molded parts of an external mold removed from a molding station and/or for providing interchangeable molds for insertion into a molding station. It is particularly proposed that the exchange device with the opening and closing system, the mold magazine and the gripping device be set up to carry out the method according to one of the above embodiments. For this purpose, it can have a control device that controls the devices for carrying out the method steps.
  • the first gripping means is a gripping means which is designed to positively grip a part of the outer shape or the alternating shape, wherein the first gripping means is preferably pneumatically, electrically, hydraulically and/or magnetically actuated. It is therefore proposed that the first gripping means is a form-fitting gripping means which positively grips a part of the side parts to be gripped.
  • the way in which the first gripping means is actuated is basically arbitrary.
  • the gripper can preferably be actuated pneumatically, electrically, hydraulically and/or magnetically.
  • a pneumatically operated first gripping means is particularly advantageous because it is robust and durable.
  • the part to be gripped is a gripper connection means that can be gripped behind and is gripped in a form-fitting manner.
  • the gripper connection means that can be gripped behind is a pin, wherein the pin is made of a structurally stable metal and/or is mushroom-shaped. It goes without saying that the pin is part of the external shape or the alternating shape. The ability to reach behind can be implemented, for example, with a projection or the like.
  • the first gripping means has a receptacle for the gripper connecting means that can be gripped behind, and is then actuated pneumatically, electrically, hydraulically and/or magnetically after the gripping means has picked up the connecting means in order to establish a firm connection between the gripped side parts and the gripping means.
  • the second gripping means is additionally or alternatively designed with a pliers gripper and the bottom part of the outer mold or the alternating mold is gripped with the pliers gripper.
  • Pliers grippers are generally known, but these are particularly suitable for gripping the bottom part of the outer mold or the alternating mold, with a fastening projection for the side parts being provided on the base part, on which the tongs gripper can be held without much effort.
  • the side parts however, have a groove for receiving the fastening projection. It goes without saying that the groove and projection can also be reversed.
  • an external shape and/or changing shape suitable for use in the method according to one of the above embodiments is proposed, wherein the external shape and/or the changing shape are each formed from at least a first side part and a second side part, wherein the The first side part and the second side part each have a gripper connection means that can be gripped behind in the form of a pin, the pin being made of a structurally stable metal and/or being mushroom-shaped.
  • a control unit or several control units are provided to control the opening and closing system and/or to control controllable fixing means for fixing the side parts and/or the base part, and/or to control a rotational movement of the forming wheel of the forming machine and thus of the forming stations and /or to control the gripping device and/or to trigger the method steps.
  • Fig. 1 shows schematically a top view of an exchange device in an embodiment according to the invention and a mold magazine.
  • Fig. 2 shows schematically a perspective view of a closed forming station of a forming machine with a forming wheel in one embodiment.
  • Fig. 3 shows schematically a perspective view of an opened molding station in one embodiment and a partially removed external mold.
  • Fig. 4 shows schematically a perspective view of an outer shape that has been swiveled open by an opening angle a.
  • Fig. 5 shows a schematic side view of an exchange device with a multi-axis pivoting gripping device.
  • Fig. 6 shows schematically a sectional view of an external mold in a mold holder of a molding station.
  • Fig. 7 shows schematically a side part of an outer mold with a gripper connecting means in the form of a pin that can be gripped behind, the side part being received by a mold receptacle.
  • FIG. 8 shows a flowchart of the method for automatically exchanging an external mold of a forming station for an alternating mold in one embodiment.
  • FIG. 1 shows schematically a top view of an exchange device 10 in an embodiment according to the invention.
  • the exchange device 10 is set up to exchange an external shape of a forming station 310 with an alternating mold, the forming station 310 being part of a molding machine 300 for producing containers from preforms.
  • the outer shape 100 and the alternating shape 200 are shown, for example, in FIG. 3 or 6.
  • the outer shape 100 and the alternating shape 200 are each designed in several parts from a first side part 110, 210 and a second side part 120, 220 and optionally from a base part 130, 230. This is illustrated, for example, in Figure 6.
  • Figure 6 shows a joined outer shape 100 or alternating shape 200 in a shape holder 320.
  • the exchange device 10 includes at least one opening and closing system 330 that is configured to move the mold receptacle 320 from a closed state to an open state and that is configured to move the mold receptacle 320 from an open state to a closed state.
  • An opening and closing system 330 is shown schematically in Figure 3. The opening and closing system 330 is designed to pivot parts of the mold receptacle 320 to provide access to the interior area 350 in the mold receptacle.
  • the exchange device 10 shown in Figure 1 also includes a multi-axis pivotable gripping device 500, which is set up with a first gripping means 510 for gripping the first and second side parts 110, 210, 120, 220 of the outer mold 100 and/or the alternating mold 200 , and optionally with a second gripping means 520 for gripping the bottom part 130, 230 of the outer mold 100 and/or the alternating mold 200 is set up.
  • a gripping device 500 is shown, for example, in FIG. 1 or in FIG. 5 and is designed as an industrial robot.
  • FIG. 1 also includes a mold magazine 400 for receiving molded parts 110, 120, 130 of an outer mold 100 removed from a molding station 310 and/or for providing interchangeable molds 200 for insertion into a molding station 310.
  • the molding magazine 400 is, for example, in shown in Figure 1 or 5. The parts of the outer mold removed from the forming station are stored there and the parts of the changing mold are made available.
  • Figure 2 shows schematically a perspective view of a closed forming station 310 of a forming machine 300 with a forming wheel in one embodiment. Only one forming station is shown in Figure 2. However, a large number of forming stations 310 can be arranged circumferentially on the forming wheel 340, for example 16 pieces.
  • the forming wheel is designed to be rotatable, as illustrated by the double arrow.
  • the forming wheel 340 is controllable with a control unit and can be set in rotation to further rotate the forming stations when the replacement process for an individual forming station has been completed.
  • FIG. 3 shows schematically a perspective view of an opened molding station 310 and a partially removed outer mold 100.
  • the two double arrows illustrate that the side parts 110, 120 are removable and should be exchanged or exchangeable for the side parts 210, 220 of the changing mold are.
  • the base part 130 can also be replaced if necessary, which is also illustrated by a double arrow.
  • 3 also illustrates that the mold holder 320 is positioned in an open state. When open, the side parts and optionally the base parts can be replaced. This cannot be done in a partially opened state or in a closed state, as shown in Figure 2.
  • Figure 4 shows schematically a perspective view of an outer shape 100, which has been swiveled open by an opening angle a.
  • the two side parts 110 and 120 are shown isolated, ie the mold holder is not shown.
  • the two side parts are swung open like a book.
  • Moving the first side part 110 relative to the second side part 120 therefore includes adjusting an opening angle a between the first side part 110 and the second side part 120, the opening angle a being in a win-
  • the range is from 3° to 20°, and is, for example, 8°.
  • the two side parts 110 and 120 can be separated from the base part 130, since there is no longer a positive connection between the side parts and the base part.
  • the side parts By a vertical downward movement of the base part 130 or a vertical upward movement of the two side parts 110 and 120, the side parts can be separated from the base part and the side parts and the base part can be removed separately.
  • the joined state can be clearly seen in Figure 6, for example. There it is shown schematically that the side parts have a groove and the bottom shape has a projection which is received by the grooves of the side parts.
  • the gripping device 500 comprises first gripping means 510, which are designed with a magnetic gripper, around the side parts 110, 120, 210, 220 of the outer shape and / or the alternating shape to grab.
  • the gripping device 500 comprises a second gripping means 520, which is designed with a pliers gripper in order to grip the base part 130, 230 of the outer shape and/or the alternating shape.
  • the gripping device 500 is designed to be pivotable in multiple axes. It is therefore proposed to provide two gripping means for separately gripping the side parts and the base parts.
  • the gripper device 500 therefore removes the side parts 110 and 120 and optionally the side part 130 from the mold receptacle 320, then places these in the mold magazine 400, and inserts the side parts 210, 220 and optionally the base part 230 into the mold receptacle 320, which is in the mold magazine 400 are provided. It goes without saying that the gripper device 500 is designed to be pivotable in multiple axes.
  • FIG. 6 shows schematically a sectional view of an outer mold 100 in a mold receptacle 320 of a molding station 310.
  • the outer mold 100 can also be an alternating mold 200.
  • the outer shape is formed in three parts from two side parts 110, 120 and a base part 130.
  • controllable fixing means 360 are preferably provided.
  • holding means 370 can be provided to hold the side parts after the side parts are no longer fixed.
  • the base part 360 can also be fixed with a controllable fixing agent. However, this is not shown in Figure 6.
  • the base part 130 has a fastening projection and the side parts have a groove for receiving the fastening projection.
  • FIG. 7 shows schematically a side part 110 of an outer mold 100 with a gripper connection means 140 in the form of a pin that can be gripped behind, the side part being received by a mold receptacle.
  • a metal pin with a mushroom shape that can be gripped behind is arranged on the front of the side part 110. The pin therefore faces the gripping device and the gripping device can accommodate the metal pin that can be gripped behind with its gripping means.
  • an alignment means 150 can be provided in the form of a further pin in order to avoid unwanted twisting of the side parts when moving the side parts with the gripping device.
  • Figure 8 shows a flowchart of the method for automatically exchanging an external mold of a forming station for an alternating mold in one embodiment.
  • the forming station is part of a forming machine for producing containers from preforms and has a mold holder for releasably receiving the outer mold and the changing mold, the outer mold and the changing mold each being designed in several parts from a first side part and a second side part and optionally a base part, as shown for example in Figure 3 or 6.
  • the method includes steps S1 to S7, namely:
  • a closed mold receptacle 320 is shown in Figure 2 and an open mold receptacle 320 is shown in Figure 3.
  • the partially opened state of the mold holder 320 is not shown in the figures, it describes an opening state that lies between the two aforementioned states.
  • the partially opened state of the mold receptacle 320 occurs, for example, when the closed mold receptacle 320 shown in Figure 2 is opened a small amount, but the mold receptacle 320 is not yet open so far that the side parts 110, 120 can be removed, as in the figure 3 shown.
  • step S2 gripping the first and second side parts of the outer shape. Gripping is carried out automatically using a gripping device, such as shown in Figures 1 and 5. So at least the side parts 110 and 120 of the outer mold 100 are gripped, which are arranged in the mold receptacle 320 of the molding station 300, as shown, for example, in FIGS. 2 and 6.
  • the gripping device 500 with a first gripping means 510, as shown in FIG.
  • simultaneous gripping takes place both side parts 110 and 120, as shown in Figure 3 or 4, which are arranged at an opening angle a to each other in the mold holder 320, as illustrated in Figure 4.
  • the gripping device 500 for example, simultaneously grips the side parts 110 and 120 that are swung open in the mold holder.
  • step S3 moving the mold holder in a more open state, as shown, for example, in Figure 3.
  • the gripper device 500 preferably remains immovable in its gripping position according to step S2 and also holds the side parts in the position assumed in step S2, as a result of which the mold holder moves away from the side parts as they are further swiveled open.
  • Step S4 is: moving the gripped side parts out of an interior area surrounded by the mold receptacle and optionally subsequently gripping the base part of the outer mold and moving the gripped base part out of the interior area surrounded by the mold receptacle, as shown for example in Figure 3. There it is illustrated with a double arrow that the side parts 110 and 120 of the outer mold are moved out and the side parts 210 and 220 are inserted into the inner region 350 of the mold receptacle 320.
  • step S5 the gripped molded parts are placed in a mold magazine.
  • the mold magazine 400 is shown, for example, in FIG. 1 or 5. It serves as a shelf for the removed side parts 1 10 and 120 and optionally for the bottom part 130 of the outer mold 100 and it serves to provide the side parts 210, 220 and optionally the bottom part 230 of the changing mold 200.
  • Step S6 is: gripping the first and second side parts of an interchangeable mold provided in the mold magazine and optionally gripping the bottom part of the interchangeable mold provided in the mold magazine.
  • the changing mold can also be designed with a gripper connection means and the gripping device can grip the parts of the changing mold analogously to the external shape with a first and second gripping means.
  • Step S7 is: inserting the gripped mold parts of the changing mold into the interior area surrounded by the mold holder after moving out the mold parts of the outer mold.
  • the steps of grabbing S2, S6, moving out S4, putting down S5 and inserting S7 of the molded parts are carried out using a gripping device.
  • the first side part is moved relative to the second side part, which can be a pivoting open or a parallel displacement of the side parts.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum automatisierten Austauschen einer äußeren Form einer Umformstation gegen eine Wechselform, wobei die Umformstation Teil einer Umformmaschine zur Herstellung von Behältnissen aus Vorformlingen ist und eine Formaufnahme zur lösbaren Aufnahme der äußeren Form und der Wechselform aufweist, wobei die äußere Form und die Wechselform jeweils mehrteilig ausgebildet sind aus einem ersten Seitenteil und einem zweiten Seitenteil und optional aus einem Bodenteil, das dadurch gekennzeichnet ist, dass das bei einem Bewegen der Formaufnahme in einen teilweise geöffneten Zustand das erste Seitenteil relativ zum zweiten Seitenteil bewegt wird, um die zu entnehmende Formaufnahme zur einfacheren Entnahme vorzubereiten. Zudem betrifft die vorliegende Erfindung eine Austauschvorrichtung zum Austauschen einer äußeren Form einer Umformstation gegen eine Wechselform zur Ausführung des Verfahrens.

Description

Hamburg, 1. März 2023
Unser Zeichen: KH 411-02WO NHF/CSp
Anmelder/Inhaber: KHS GmbH
Amtsaktenzeichen: Neuanmeldung
KHS GmbH
Juchostraße 20, 44143 Dortmund,
Verfahren und Austauschvorrichtung zum automatisierten Austauschen einer äußeren Form einer Umformstation gegen eine Wechselform
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum automatisierten Austauschen einer äußeren Form einer Umformstation gegen eine Wechselform. Zudem betrifft die vorliegende Erfindung eine Austauschvorrichtung zum Austauschen einer äußeren Form einer Umformstation gegen eine Wechselform. Blasformen sind grundsätzlich bekannt und in der Regel aus zwei Seitenteilen sowie einem Bodenteil ausgebildet. Die Blasform kann auch als äußere Form oder Formwerkzeug aufgefasst werden. Blasformen werden in Blasformmaschinen eingesetzt, um Behältnisse, wie z. B. Flaschen, in einem Blasformprozess herzustellen. Die Blasform bildet in dem Blasformprozess ein Negativ für die herzustellenden Behälter aus. Soll ein anderes Pro- dukt, z. B. eine Flasche mit einer anderen Flaschenform, in dem Blasformprozess mit der Blasformmaschine hergestellt werden, ist es notwendig die Blasformen auszutauschen bzw. zu wechseln. Blasformmaschinen weisen dabei eine Vielzahl von auszuwechselnden Blasformen auf. Beispielsweise sind Blasformmaschinen mit 16 einzelnen Blasformstationen bekannt, in denen dann jeweils eine dreiteilige Blasform angeordnet ist und entsprechend viele Teile auszutauschen sind.
Neben dem Blasformen sind auch andere Verfahren bekannt, um Behältnisse in einem Formprozess zu erzeugen. Beispielsweise sind Umformmaschinen für Behältnisse bekannt, die die Behältnisse umformen und gleichzeitig befüllen. Aus diesem Grund werden nachfolgenden die allgemeinen Begriffe Umformmaschine, äußere Form und Umformstation verwendet. Unter diesen Begriffen können z. B. Blasformmaschinen, Blasformen und Blasformstationen subsumiert werden. Blasformmaschinen, Blasformen und Blasformstationen stehen auch synonym für andere Verfahren, um Behältnisse in einem Formprozess zu erzeugen.
Der Austausch bzw. Wechsel der äußeren Formen erfolgt dabei in der Praxis manuell, also per Hand. Ein manueller Austausch von Blasformen ist zeitaufwendig, sodass Anstrengungen unternommen wurden, diesen Blasformwechselprozess zu automatisieren.
Um den Austausch von Blasformen schneller umsetzen zu können, sind aus dem Stand der Technik Blasformmaschinen mit Wechselrobotern bekannt, mit denen ein automatisierter Austausch der Blasformen erfolgt. Die Wechselroboter sind auch als Industrieroboter oder industrielle Manipulatoren bekannt. Dabei werden mehrachsig schwenkbare Industrieroboter mit Greifmitteln eingesetzt, um die Blasformen einer Blasformmaschine umzurüsten, die in einer sogenannten Blasformstation angeordnet sind. Blasformmaschinen mit Wechselrobotern sind beispielsweise aus den Dokumenten EP 2 878 423 B1 und DE 20 2012 013 536 U1 bekannt.
Aus dem Stand der Technik EP 2 878 423 ist dabei bekannt, dass wahlweise eine vollständige Blasform oder nur Teile der Blasform ausgetauscht werden. Zum Beispiel kann es vorkommen, dass ein Bodenteil einer Blasform nicht gewechselt wird, sondern nurdie Seitenteile der Blasform gewechselt werden.
Problematisch bei automatisierten Wechselsystem mit Wechselrobotern ist dabei, dass das Greifen der Blasformen aufwendig ist und auch nicht viel Platz im Innenbereich der Blasformstation vorhanden ist. Es ist umständlich, die Blasformen aus der Blasformstationen herauszunehmen und zu greifen. Deshalb besteht ein Bedarf, die Blasformen zur einfacheren Entnahme vorzubereiten.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, eines der oben genannten Probleme zu adressieren, den allgemeinen Stand der Technik zu verbessern oder eine Alternative zu bisher Bekanntem bereitzustellen. Insbesondere soll eine Lösung bereitgestellt werden, mit der die zu wechselnden Blasformen aus einer Blasformstation einfacher entnommen werden können. Als Lösung wird dazu ein Verfahren zum automatisierten Austauschen einer äußeren Form einer Umformstation gegen eine Wechselform gemäß Anspruch 1 vorgeschlagen.
Das vorgeschlagene Verfahren kann als ein Umrüstverfahren aufgefasst werden, bei der eine Umformmaschine von einem Produkt auf ein anderes umgerüstet bzw. umgestellt wird. Das Verfahren wird also nicht in einem Produktionsbetrieb durchgeführt, in dem Behältnisse in einem Umformprozess produziert werden, sondern das Verfahren wird in einem Umrüstbetrieb ausgeführt, in dem die Umformmaschine umgerüstet wird. Austauschen kann auch als Wechseln oder Umrüsten verstanden werden.
Es wird ein automatisiertes Austauschen vorgeschlagen, also beispielsweise ein Austauschen mit einer robotergestützten Wechselvorrichtung, wie aus dem Stand der Technik bekannt.
Die Umformstation ist dabei Teil einer Umformmaschine zur Herstellung von Behältnissen aus Vorformlingen. Umformmaschinen zur Herstellung von Behältnissen sind grundsätzlich bekannt, wie zum Beispiel Blasformmaschinen zur Herstellung von PET-Flaschen. Als Beispiele für Behältnisse können Kunststoffflaschen, Kunststoffkanister, Wasserbehälter, Kraftstoffbehälter oder dergleichen genannt werden. Eine Umformmaschine weist in der Regel eine Vielzahl von Umformstationen auf, in denen der Umformprozess der Behältnisse von einem Vorformling zu einem Behälter erfolgt. Beispielsweise sind Umformmaschinen mit einer Vielzahl von Umformstationen bekannt, die umfangsverteilt auf einem Umformrad angeordnet sind. Das Umformrad ist drehbar gelagert, sodass die auf dem Umformrad angeordneten Umformstationen nach und nach in einen Austauschbereich eingedreht werden können. Als Austauschbereich wird dabei ein örtlicher Bereich aufgefasst, in dem ein Austausch der äußeren Form gegen eine Wechselform stattfindet. Das Umformen der Behältnisse kann dabei beispielsweise mit einer Reckstange erfolgen.
Die Umformstation weist zudem eine Formaufnahme zur lösbaren Aufnahme der äußeren Form und der Wechselform auf. Die Formaufnahme ist also eine Aufnahme für die äußere Form und der Wechselform und sie ist dazu vorgesehen und eingerichtet, die äußere Form lösbar aufzunehmen. Die äußere Form und die Wechselform sind also lösbar mit der Formaufnahme verbunden, beispielsweise über eine lösbare Verbindung. Die äußere Form und/oder die Wechselform können also von der Formaufnahme abgelöst bzw. entfernt werden. Die Formaufnahme, die synonym auch als Formträger verstanden werden kann, ist also eine technische Einheit, die die äußere Form oder die Wechselform trägt. Die lösbare Verbindung kann beispielsweise hydraulisch, elektrisch oder mechanisch lösbar sein und als steuerbares Fixiermittel ausgebildet sein. Die äußere Form ist im Produktionsbetrieb fest in der Formaufnahme verspannt und gegen Bewegung gesichert. Für das Austauschen der äußeren Form gegen die Wechselform wird die Fixierung gelöst, beispielsweise automatisiert mit einer Steuereinheit, die dazu eingerichtet ist, die mechanische Verbindung zwischen den Teilen der äußeren Form und der Formaufnahme zu lösen.
Die äußere Form und die Wechselform sind jeweils mehrteilig ausgebildet aus einem ersten Seitenteil und einem zweiten Seitenteil und optional aus einem Bodenteil. Ein Beispiel für eine äußere Form und Wechselform ist beispielsweise eine Blasform, die in einem Blasformprozess zur Herstellung der Behältnisse verwendet wird. Die äußere Form und Wechselform können auch als Formwerkzeug aufgefasst werden. Die äußere Form und die Wechselform sind beispielsweise aus Aluminium ausgebildet. Die äußere Form und die Wechselform sind also mehrteilige (dreiteilige) Werkzeuge und weisen auf ihrer Innenseite eine Negativform des zu fertigen Behältnisses auf.
Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst den Schritt Bewegen der Formaufnahme in einen teilweise geöffneten Zustand. Es wird also vorgeschlagen, dass die Formaufnahme der Formstation geöffnet wird, also z.B. aufgeschwenkt wird. Dazu weist die Formstation ein Öffnungs- und Schließsystem auf, das zum Bewegen der Formaufnahme von einem geschlossenen Zustand in einen geöffneten Zustand eingerichtet ist und das zum Bewegen der Formaufnahme von einem geöffneten Zustand in einen geschlossenen Zustand eingerichtet ist. Die Formaufnahme der Umformstation kann also geöffnet und geschlossen werden. Ein teilweise geöffneter Zustand ist dabei ein Zustand, bei dem die Formaufnahme nicht aus der Formaufnahme herausnehmbar ist. Es versteht sich, dass die Formaufnahme zuvor geschlossen war, also in einem geschlossenen Zustand positioniert war. Die Formaufnahme wird also teilweise von dem geschlossenen Zustand in Richtung eines vollständig geöffneten Zustands bewegt. In dem vollständig geöffneten Zustand, der als geöffneter Zustand bezeichnet wird, kann die äußere Form aus der Formaufnahme der Umformstation entfernt bzw. herausgenommen werden. Es gibt also neben dem geschossenen Zustand und dem geöffneten Zustand der Formaufnahme einen teilweise geöffneten Zustand, der auch als Zwischenzustand aufgefasst werden kann. Das Bewegen der Formaufnahme in einen teilweise geöffneten Zustand kann auch als teilweises Öffnen der Formaufnahme aufgefasst werden. In dem teilweise geöffneten Zustand kann die äußere Form nicht aus der Formaufnahme entfernt werden.
Danach erfolgt in einem weiteren Schritt ein Ergreifen des ersten und des zweiten Seitenteils der äußeren Form. Der Wortlaut „danach“ ist nicht als unmittelbar danach aufzufassen. Der Wortlaut „danach“ bringt zum Ausdruck, dass zwischen den Schritten auch noch andere Schritte vorgesehen sein können. „Danach“ ist aber so zu verstehen, dass es die zeitliche Reihenfolge der Verfahrensschritte festlegt.
In Bezug auf das Ergreifen bringt der Wortlaut „danach“ also zum Ausdruck, dass das Ergreifen des ersten und des zweiten Seitenteils der äußeren Form zeitlich nach dem teilweisen Öffnen der Formaufnahme erfolgt. Dazwischen können aber noch andere Schritte erfolgen, wie z.B. ein Lösen einer Verbindung zwischen dem ersten Seitenteil und der Formaufnahme und ein Lösen einer Verbindung zwischen dem zweiten Seitenteil und der Formaufnahme. Das Ergreifen der Seitenteile erfolgt dabei mittels einer Greifeinrichtung automatisiert, also z.B. mit einem mehrachsig schwenkbaren Industrieroboter. Das Ergreifen des ersten und zweiten Seitenteils der äußeren Form erfolgt vorzugsweise gleichzeitig, es kann aber auch nacheinander erfolgen. Das Ergreifen der Seitenteile kann dabei auf unterschiedliche Art und Weise erfolgen, beispielsweise durch Umgreifen, Ansaugen, Festklemmen von Teilen der Seitenteile oder dergleichen. Ergreifen bezieht sich also darauf, dass die äußere Form und/oder die Wechselform ergriffen wird und damit bewegbar ist. Das Ergreifen kann beispielsweise mechanisch, pneumatisch, magnetisch oder adhäsiv erfolgen, je nachdem, wie das Greifsystem ausgebildet ist.
Nach dem Ergreifen der Seitenteile der äußeren Form erfolgt der weitere Schritt Bewegen der Formaufnahme in einen weiter geöffneten Zustand. Es wird also vorgeschlagen, dass zeitlich nach dem Ergreifen der Seitenteile die Formaufnahme in einen weiter geöffneten Zustand bewegt wird, beispielsweise wie zuvor beschrieben, automatisiert mit dem Öff- nungs- und Schließsystem der Formaufnahme. Die Formaufnahme wird also nachdem es in den teilweise geöffneten Zustand bewegt wurde und anschließend die Seitenteile ergriffen wurden, noch weiter geöffnet, beispielsweise bis zu einem vollständig geöffneten Zustand. Es ist dabei vorgesehen, dass die Formaufnahme so weit geöffnet wird, dass die ergriffenen Seitenteile aus einem von der Formaufnahme umgebenen Innenbereich herausbewegbar sind. Der weiter geöffnete Zustand unterscheidet sich demnach von dem teilweise geöffneten Zustand dadurch, dass in dem weiter geöffneten Zustand ein Herausbewegen der ergriffenen Formteile möglich ist.
Nach dem Bewegen der Formaufnahme in den weiter geöffneten Zustand erfolgt der weitere Schritt Herausbewegen der ergriffenen Seitenteile aus einem von der Formaufnahme umgebenen Innenbereich und optional erfolgt ein anschließendes Greifen des Bodenteils der äußeren Form und Herausbewegen des ergriffenen Bodenteils aus dem von der Formaufnahme umgebenen Innenbereich. Es wird also vorgeschlagen, dass zeitlich nach dem Ergreifen der Seitenteile und dem weiteren Öffnen der Formaufnahme, die Seitenteile aus der Formstation herausbewegt werden, nämlich mittels der Greifeinrichtung. Die Formaufnahme umschließt also die äußere Form und die Wechselform und es bildet sich ein Innenraum innerhalb der Formaufnahme aus, in dem die äußere Form und die Wechselform angeordnet ist bzw. wird. Es wird zudem auch vorgeschlagen, dass die Seitenteile und ein Bodenteil getrennt voneinander ergriffen und aus der Formaufnahme der Umformstation herausbewegt werden. Aus diesem Grund wird als ein optionaler Schritt vorgeschlagen, dass nach dem Herausbewegen der Seitenteile anschließend das Bodenteil der äußeren Form ergriffen wird und aus dem Innenbereich der Formaufnahme mit der Greifeinrichtung herausbewegt wird, falls auch das Bodenteil gewechselt werden soll. Muss das Bodenteil nicht bei einem Produktwechsel ausgetauscht werden, können also nur die Seitenteile ergriffen und aus der Formaufnahme automatisiert entfernt werden. Soll auch die Bodenform ausgetauscht werden, kann dies zeitlich im Anschluss an das Ergreifen und Herausbewegen der Seitenteile erfolgen. Es wird also vorgeschlagen, dass auch, wenn das Bodenteil entfernt werden soll, die Seitenteile und das Bodenteil getrennt voneinander entnommen werden. Es ist dabei im Stand der Technik bekannt die Seitenteile und Bodenteile auch gleichzeitig zu entnehmen. Vorliegend erfolgt das Herausnehmen der Seitenteile und des Bodenteils aber getrennt und zeitlich nacheinander.
Zudem versteht sich, dass nach dem Herausnehmen der Seitenteile der Öffnungszustand nicht beibehalten werden muss, bevor das Bodenteil ergriffen wird. Der Öffnungszustand der Formaufnahme kann also zwischen dem Herausnehmen der Seitenteile und des Bodenteils auch verändert werden.
Nach dem zuvor beschriebenen Herausbewegen erfolgt dann der weitere Schritt Ablegen der ergriffenen Formteile in ein Formmagazin. Ein Formmagazin ist dabei ein Magazin, das dazu vorgesehen und eingerichtet ist, die äußere Form aufzunehmen und/oder Wechselformen bereitzustellen. Das Formmagazin kann Aufnahme- und Haltemittel zur sicheren Aufbewahrung der äußeren Form und/oder der Wechselform aufweisen. Es wird demnach vorgeschlagen, dass ein Magazin, das auch als Ablage oder Depot aufgefasst werden kann, eingesetzt wird, um die ergriffenen und aus der Formaufnahme herausbewegten Teile der äußeren Form abzulegen. Es versteht sich dabei, dass die Greifeinrichtung derart angeordnet ist, dass diese die äußeren Formen der Formstation greifen kann und in dem Formmagazin ablegen kann. Die Greifeinrichtung und das Formmagazin können dabei sta- tionär ausgebildet sein. Die Formstationen der Umformstation können zum Beispiel umfangsverteilt auf einem drehbar gelagerten Umformrad angeordnet sein und die Formstationen können durch Rotation des Umformrades so in einem Austauschbereich der Greifeinrichtung bewegt werden. Als Austauschbereich der Greifeinrichtung wird dabei ein örtlicher Bereich aufgefasst, in dem ein Austausch der äußeren Form gegen eine Wechselform mittels der Greifeinrichtung durchführbar ist.
Zudem umfasst das Verfahren den Schritt Ergreifen des ersten und des zweiten Seitenteils einer in dem Formmagazin bereitgestellten Wechselform und optional Ergreifen des Bodenteils der in dem Formmagazin bereitgestellten Wechselform. Es wird also vorgeschlagen, dass in dem Formmagazin auch Wechselformen bereitgestellt sind bzw. die Seitenteile und optional das Bodenteil der Wechselform. Es werden also zuerst die Teile der äußeren Form aus der Formaufnahme ergriffen, aus der Formaufnahme herausbewegt und in einem Formmagazin abgelegt. Zudem werden die Teile der Wechselform ergriffen, die in dem Formmagazin bereitgestellt sind. Im Gegensatz zu den zuvor beschriebenen Schritten ist die Reihenfolge des Schrittes Ergreifen des ersten und des zweiten Seitenteils einer in dem Formmagazin bereitgestellten Wechselform zeitlich nicht zwingend in dieser Reihenfolge einzuhalten. Das Greifen der Wechselform kann beispielsweise zeitlich auch vor dem Bewegen der Formaufnahme in den teilweise geöffneten Zustand erfolgt sein, wenn der Greifer zum Beispiel mehrere Greifmittel aufweist. Die Wechselform kann also beispielweise als erstes ergriffen werden und danach erst die äußere Form ergriffen und herausbewegt werden, um ein Beispiel zu nennen. Das Ergreifen der Wechselform kann aber auch nach dem Ablegen der Formteile der äußeren Form erfolgen. Dies bietet sich vorteilhafterweise an, wenn ein Industrieroboter mit nur einem schwenkbaren Arm eingesetzt wird. Zudem wird erneut vorgeschlagen, dass, wenn auch das Bodenteil ausgewechselt werden soll, der optionale Schritt erfolgen kann, dass ein Bodenteil einer in dem Formmagazin bereitgestellten Wechselform ergriffen wird.
In einem weiteren Schritt erfolgt ein Einfügen der gegriffenen Formteile der Wechselform in den vom Formträger umgebenen Innenbereich nach Herausbewegen der Formteile der äußeren Form. Es wird also vorgeschlagen, dass, nachdem die Teile der äußeren Form aus der Formaufnahme herausgenommen wurden, die Wechselform in die Formaufnahme eingefügt wird. Auch dies erfolgt automatisiert mit einer Greifeinrichtung.
Zudem wird vorgeschlagen, dass die vorstehend beschriebenen Schritte Ergreifen, Herausbewegen, Ablegen und Einfügen der Formteile mittels einer Greifeinrichtung ausgeführt werden. Es wird also ein automatisierter Wechsel mit einer Greifeinrichtung durchgeführt und kein manueller Wechsel per Hand. Die Greifeinrichtung kann dabei beispielsweise als Industrieroboter ausgebildet sein und einen mehrachsig schwenkbaren Greifarm aufweisen. Solche Systeme sind bekannt, wie vorstehend zum Stand der Technik beschrieben.
Erfindungsgemäß wird zudem vorgeschlagen, dass beim Bewegen der Formaufnahme in den teilweise geöffneten Zustand das erste Seitenteil relativ zum zweiten Seitenteil bewegt wird. Es wird also vorgeschlagen, dass die Seitenteile der äußeren Form in der Formaufnahme relativ zueinander bewegt werden, also zum Beispiel aufgeschwenkt werden oder parallel zueinander bewegt werden, also ein Aufschwenken odereine Parallelverschiebung der Seitenteile erfolgt.
Die beiden Seitenteile werden also in zeitlicher Hinsicht relativ zueinander bewegt, bevor die Greifeinrichtung die Seitenteile ergreift. Im Stand der Technik EP 2 878 423 B1 werden die beiden Seitenteile der äußeren Form im Unterschied dazu mit der Greifeinrichtung auseinander- und/oder zusammenbewegt. Dies hat den Nachteil, dass die Greifeinrichtung sehr komplex sein muss. Bei der vorliegenden Erfindung wird hingegen die bereits vorhandene Schwenkmechanik der Formstation ausgenutzt, um nicht nur die Formstation zu öffnen, sondern auch die Seitenteile der äußeren Form relativ zueinander zu bewegen. So werden die Seitenteile der äußeren Form für die einfachere Entnahme durch die Greifeinrichtung vorbereitet. Es wird also vorgeschlagen, nicht nur die Formaufnahme alleinig zu öffnen, sondern auch die Seitenteile mit aufzuschwenken oder parallelzuverschieben. Zudem sind die Seitenteile von dem Bodenteil durch das Aufschwenken oder die Parallelverschiebung von der Bodenform trennbar.
Die relative Bewegung der Seitenteile zueinander wird also auch deshalb vorgenommen, um die Seitenteile von dem Bodenteil zu lösen, da die Seitenteile und das Bodenteil in der Regel über eine Verbindungsnut mechanisch miteinander verbunden sind. Die Relativbewegung der Seitenteile führt dazu, dass die Seitenteile nicht mehr mit der Bodenform ineinandergreifen und von dieser gelöst werden können. Das Bewegen der beiden Seitenteile zueinander kann deshalb auch als ein Verschieben der Formteile in einen ungefügten Zustand aufgefasst werden. Wenn die Formaufnahme geschlossen ist, greifen die Seitenteile und das Bodenteil formschlüssig ineinander. Durch die relative Bewegung der Seitenteile wird dieser Formschluss gelöst und die Seitenteile und die Bodenform greifen nicht mehr formschlüssig ineinander. Es liegt also ein gefügter Zustand der äußeren Form und/oder der Wechselform vor, wenn die Seitenteile und das Bodenteil gefügt sind und sich ein Formschluss ausbildet. Ein ungefügter Zustand der äußeren Form und/oder Wechselform liegt vor, wenn sich der Formschluss nicht ausbildet, also z.B. die Seitenteile relativ von der Bodenform wegbewegt wurden oder wegbewegt sind.
Es wurde vorliegend erkannt, dass durch die relative Bewegung der Seitenteile zueinander, die Seitenteile einfacher mit der Greifeinrichtung zu greifen sind und leichter aus der Formaufnahme entnommen werden können. Das Bewegen der Seitenteile erfolgt dabei nicht mittels der Greifeinrichtung, sondern mittels des vorhandenen Öffnungsmechanismus der Formaufnahme. So werden die Formteile zur einfacheren Entnahme aus dem Innenbereich der Formaufnahme vorbereitet und die Greifeinrichtung kann einfacher ausgebildet werden.
Es versteht sich, dass das vorgeschlagene Verfahren auch mehrmals hintereinander durchgeführt werden kann, nämlich wenigstens einmal für jede Umformstation der Umformmaschine. Es wird also vorzugsweise vorgeschlagen, das Verfahren mehrfach hintereinander für jede Umformstation auszuführen. Dazu wird beispielsweise die Rotation eines Umformrades automatisiert angesteuert, sodass das Verfahren x-fach für jede Umformstation wiederholt werden kann. Es wird also vorgeschlagen, die Umformstationen automatisiert weiter zu drehen und in einem Austauschbereich zu positionieren.
Vorzugsweise umfasst das Verfahren den zusätzlichen Schritt Lösen einer Verbindung zwischen dem ersten Seitenteil und der Formaufnahme und Lösen einer Verbindung zwischen dem zweiten Seitenteil und der Formaufnahme und optional den Schritt Lösen einer Verbindung zwischen dem Bodenteil und der Formaufnahme, wobei das Lösen der Verbindung zwischen den Formteilen und der Formaufnahme jeweils vor dem Herausbewegen der Formteile erfolgt. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform erfolgt das Lösen der Verbindungen zwischen dem ersten und zweiten Seitenteil der Formaufnahme, nach dem Ergreifen des ersten und des zweiten Seitenteils der äußeren Form. Es wird also vorgeschlagen, dass die Verbindung zwischen den Seitenteilen und der Formaufnahme erst gelöst wird, nachdem das erste und zweite Seitenteil mit der Greifeinrichtung ergriffen sind. Damit sind die Seitenteile stets mechanisch gesichert und können nicht abstürzen. Bis zum Greifen der Seitenteile sind die Seitenteile also in der Formaufnahme gesichert und mechanisch fixiert. Diese Fixierung wird dann erst gelöst, wenn die Seitenteile von der Greifeinrichtung ergriffen sind. Da das Ergreifen des ersten und des zweiten Seitenteils der äußeren Form vor dem vollständigen Öffnen der Form erfolgt, nämlich zu einem Zeitpunkt teilweiser Öffnung, kann durch das Lösen der Fixierung zu diesem Zeitpunkt die Greifeinrichtung stillstehen bzw. ortsfest verbleiben, während die Formaufnahme danach in den vollständig geöffneten Zustand überführt wird. Auf diese Weise entfernen sich die Formaufnahme und die vom Greifer gehaltenen Seitenteile voneinander, sodass ein Abstand zwischen der äußeren Form und den Formträgern entsteht und im Nachgang die Seitenteile frei sind und herausgenommen werden können. Im Optimalfall ist der teilweise geöffnete Zustand so gewählt, dass die Seitenteile und die Bodenform nicht mehr ineinandergreifen, also einen ungefügten Zustand eingenommen haben, und die Seitenteile bei Festhalten in diesem Zustand durch die Greifmittel ohne weiteres Bewegen der Seitenteile aufeinander zu aus der danach in den vollständig geöffneten Zustand überführten Formaufnahme herausbewegt werden können.
Vorzugsweise erfolgt das Ergreifen des ersten und des zweiten Seitenteils der äußeren Form oder der Wechselform gleichzeitig. Es wird also vorgeschlagen, dass die Seitenteile nicht nacheinander, sondern gleichzeitig gegriffen werden. Die Entnahme der Seitenteile erfolgt demnach paarweise. Hierzu kann beispielsweise ein Greifmittel der Greifeinrichtung vorgesehen sein, das zum gleichzeitigen Greifen beider Seitenteile eingerichtet ist. Das gleichzeitige Ergreifen der Seitenteile hat den Vorteil, dass der Wechselvorgang schneller ist.
Vorzugsweise umfasst das Bewegen des ersten Seitenteils relativ zum zweiten Seitenteil ein Einstellen eines Öffnungswinkels zwischen dem ersten Seitenteil und dem zweiten Seitenteil, wobei der Öffnungswinkel in einem Winkelbereich von 3° bis 20° liegt, besonders bevorzugt liegt der Öffnungswinkel in einem Winkelbereich von 5° bis 10 °, in einer besonders vorteilhaften Ausführungsform liegt der Öffnungswinkel in einem Winkelbereich von 8° + 1°. Es wird also vorgeschlagen, dass die Seitenteile relativ zueinander aufgeschwenkt werden. Der Öffnungswinkel stellt sich in Bezug auf die Schwenkachse der Seitenteile ein. Ein Öffnungswinkel in dem vorgeschlagenen Winkelbereich ist besonders vorteilhaft, da die Seitenteile mit einem solchen Öffnungswinkel von der Bodenform lösbar sind und zum Beispiel durch eine vertikale Bewegung der Seitenteile oder der Bodenform die Formteile voneinander gelöst werden können. Zudem kann für das Aufschwenken der vorhandene Schwenkmechanismus der Formaufnahme eingesetzt werden. Das Einstellen des Öffnungswinkels kann auch als buchartiges Öffnen der Seitenteile aufgefasst werden. Vorzugsweise werden das erste und das zweite Seitenteil der bereitgestellten Wechselform mit einem vorbestimmten Öffnungswinkel zueinander in dem Formmagazin bereitgestellt, wobei der Öffnungswinkel in einem Winkelbereich von 3° bis 20° liegt, vorzugsweise liegt der Öffnungswinkel in einem Winkelbereich von 5° bis 10 °, insbesondere liegt der Öffnungswinkel in einem Winkelbereich von 8° ± 1 °. Es wird demnach vorgeschlagen, dass die breitgestellten Wechselformen mit einem Öffnungswinkel bereitgestellt werden. Es wird also vorgeschlagen, dass die Seitenteile der Wechselform relativ zueinander bereits aufgeschwenkt sind, damit diese im aufgeschwenkten Zustand in die Formaufnahme eingefügt werden können. Wie zuvor zu der Entnahme der äußeren Form beschrieben, wurde erkannt, dass die Wechselform einfacher in die Formstation bzw. die Formaufnahme eingefügt werden kann, wenn die Wechselform bereits aufgeschwenkt bereitgestellt wird. Die Greifeinrichtung kann dadurch einfacher ausgebildet werden und es muss kein zusätzliches Mittel an der Greifeinrichtung vorhanden sein, um die Seitenteile relativ zueinander aufzuschwenken oder parallel zueinander bewegen zu müssen. Die bereits aufgeschwenkten und bereitgestellten Wechselformen können so einfacher in die Formaufnahme eingefügt werden und mit einer vertikalen Bewegung auf das Bodenteil abgesenkt werden. Anschließend kann die Formaufnahme geschlossen werden, um den gefügten Zustand der Wechselform im Innenbereich der Formaufnahme einzustellen.
Vorzugsweise erfolgen nach dem Schritt Einfügen der gegriffenen Formteile der Wechselform in den vom Formträger umgebenen Innenbereich die weiteren Schritte Bewegen der Formaufnahme in einen teilweise geschlossenen Zustand, Herstellung einer Verbindung zwischen dem ersten Seitenteil und der Formaufnahme und Herstellung einer Verbindung zwischen dem zweiten Seitenteil und der Formaufnahme, und Ablösen des ergriffenen ersten und zweiten Seitenteils der Wechselform, und Bewegen der Formaufnahme in einen vollständig geschlossenen Zustand. Es wird also vorgeschlagen, dass nach dem Einbringen der Wechselform in den Innenbereich der Formaufnahme, die Formaufnahme wieder geschlossen wird. Durch das Schließen der Formaufnahme fügen sich die Seitenteile mit dem Bodenteil, sodass ein Formschluss ausgebildet wird und die Wechselform im gefügten Zustand in der Formaufnahme angeordnet ist. Anschließend wird die zuvor gelöste Verbindung der Seitenteile und der Formaufnahme wiederhergestellt, um die Seitenteile in der Formaufnahme fest zu verspannen und um diese gegen eine ungewollte Bewegung zu sichern. Zudem erfolgt ein Ablösen der Seitenteile von der Greifeinrichtung. Erst anschließend wird die Formaufnahme vollständig geschlossen. Die Reihenfolge dieser Schritte ist dabei beliebig. Bevorzugt erfolgen die Schritte in der zeitlichen Reihenfolge, Bewegen der Formaufnahme in einen teilweise geschlossenen Zustand, danach Herstellung einer Verbindung zwischen dem ersten Seitenteil und der Formaufnahme und Herstellung einer Verbindung zwischen dem zweiten Seitenteil und der Formaufnahme, danach Ablösen des ergriffenen ersten und zweiten Seitenteils der Wechselform von der Greifeinrichtung, danach Bewegen der Formaufnahme in einen vollständig geschlossenen Zustand.
Gemäß einem weiteren erfindungsgemäßen Aspekt wird eine Austauschvorrichtung zum Austauschen einer äußeren Form einer Umformstation gegen eine Wechselform vorgeschlagen, wobei die Umformstation Teil einer Formmaschine zur Herstellung von Behältnisses aus Vorformlingen ist, und die Umformstation weist eine Formaufnahme zur Aufnahme der äußeren Form und der Wechselform auf, wobei die äußere Form und die Wechselform jeweils mehrteilig ausgebildet sind aus einem ersten Seitenteil und einem zweiten Seitenteil und optional aus einem Bodenteil.
Die Austauschvorrichtung umfasst dabei ein Öffnungs- und Schließsystem, das zum Bewegen der Formaufnahme von einem geschlossenen Zustand in einen geöffneten Zustand eingerichtet ist und das zum Bewegen der Formaufnahme von einem geöffneten Zustand in einen geschlossenen Zustand eingerichtet ist. Das Öffnungs- und Schließsystem ist beispielsweise mit einer Formkurve ausgebildet oder es weist elektrische oder hydraulische Mittel auf, um die Formaufnahme von dem geschlossenen in den geöffneten Zustand zu bewegen und umgekehrt.
Die Austauschvorrichtung umfasst zudem eine mehrachsig schwenkbare Greifeinrichtung, die mit einem ersten Greifmittel zum Ergreifen des ersten und des zweiten Seitenteils der äußeren Form eingerichtet ist, und die optional mit einem zweiten Greifmittel zum Ergreifen des Bodenteils der äußeren Form eingerichtet ist. Die Greifeinrichtung ist beispielsweise ein Industrieroboter oder dergleichen, wie aus dem Stand der Technik bekannt. Die Greifmittel bezeichnen dabei die Mittel zum Greifen der Seitenteile bzw. des Bodenteils. Beispielsweise können Greifmittel zum mechanischen, pneumatischen, magnetischen oder adhäsiven Greifen der Formteile vorgesehen sein, wie zum Beispiel Zangengreifer, oder Magnetgreifer oder dergleichen.
Die Austauschvorrichtung umfasst zudem ein Formmagazin zur Aufnahme aus einer Formstation entnommener Formteile einer äußeren Form und/oder zur Bereitstellung von Wechselformen zum Einfügen in eine Formstation. Besonders wird dabei vorgeschlagen, dass die Austauschvorrichtung mit dem Öffnungsund Schließsystem, dem Formmagazin und der Greifeinrichtung dazu eingerichtet ist, das Verfahren nach einer der vorstehenden Ausführungsformen auszuführen. Sie kann dazu eine Steuereinrichtung aufweisen, die die Einrichtungen zur Ausführung der Verfahrensschritte ansteuert.
Die zuvor beschriebenen Vorteile, Erläuterungen und Definitionen zu dem vorstehenden Verfahren finden analog Anwendung auf die zuvor beschriebene Austauschvorrichtung.
Vorzugsweise ist das erste Greifmittel ein Greifmittel, das dazu eingerichtet ist, einen Teil der äußeren Form oder der Wechselform formschlüssig zu greifen, wobei das erste Greifmittel vorzugsweise pneumatisch, elektrisch, hydraulisch und/oder magnetisch betätigbar ist. Es wird also vorgeschlagen, dass das erste Greifmittel ein formschlüssiges Greifmittel ist, das einen Teil der zu greifenden Seitenteile formschlüssig greift. Die Art und Weise wie das erste Greifmittel betätigt wird, ist grundsätzlich beliebig. Der Greifer kann vorzugsweise pneumatisch, elektrisch, hydraulisch und/oder magnetisch betätigt werden. Ein pneumatisch betätigtes erstes Greifmittel ist besonders vorteilhaft, da es robust und langlebig ist. Das zu greifende Teil ist in einer besonderes bevorzugten Ausführungsform ein hintergreifbares Greiferanschlussmittel, das formschlüssig gegriffen wird. Besonders bevorzugt ist das hintergreifbare Greiferanschlussmittel ein Stift, wobei der Stift aus einem strukturfesten Metall ausgebildet ist und/oder der pilzförmig ausgebildet ist. Es versteht sich, dass der Stift dazu Teil der äußeren Form oder der Wechselform ist. Die Hintergreifbarkeit kann beispielsweise mit einem Vorsprung oder dergleichen implementiert sein. Das erste Greifmittel weist dazu eine Aufnahme für das hintergreifbare Greiferanschlussmittel auf, und wird dann, nachdem das Greifmittel das Anschlussmittel aufgenommen hat, pneumatisch, elektrisch, hydraulisch und/oder magnetisch betätigt, um eine feste Verbindung zwischen den gegriffenen Seitenteilen und dem Greifmittel herzustellen.
Vorzugsweise ist das zweite Greifmittel zusätzlich oder alternativ mit einem Zangengreifer ausgebildet und das Bodenteil der äußeren Form oder der Wechselform wird mit dem Zangengreifer ergriffen. Zangengreifer sind grundsätzlich bekannt, diese eignen sich aber besonders gut zum Greifen des Bodenteils der äußeren Form oder der Wechselform, wobei an dem Bodenteil ein Befestigungsvorsprung für die Seitenteile vorgesehen ist, an dem der Zangengreifer ohne viel Kraftaufwand Halt findet. Die Seitenteile weisen hingegen eine Nut zur Aufnahme des Befestigungsvorsprungs auf. Es versteht sich, dass Nut und Vorsprung auch vertauscht sein können. Gemäß einem weiteren erfindungsgemäßen Aspekt wird eine äußere Form und/oder Wechselform geeignet zur Verwendung in dem Verfahren nach einer der vorstehenden Ausführungsformen vorgeschlagen, wobei die äußere Form und/oder die Wechselform jeweils ausgebildet sind aus wenigstens einem ersten Seitenteil und einem zweiten Seitenteil, wobei das erste Seitenteil und das zweite Seitenteil jeweils ein hintergreifbares Greiferanschlussmittel in Form eines Stiftes aufweisen, wobei der Stift aus einem strukturfesten Metall ausgebildet ist und/oder pilzförmig ausgebildet ist.
Vorzugsweise ist eine Steuereinheit oder sind mehrere Steuereinheiten vorgesehen, um das Öffnungs- und Schließsystem anzusteuern und/oder um steuerbare Fixiermittel zum Fixieren der Seitenteile und/oder des Bodenteils anzusteuern, und/oder um eine Drehbewegung des Umformrads der Umformmaschine und damit der Umformstationen anzusteuern und/oder um die Greifeinrichtung anzusteuern und/oder um die Verfahrensschritte auszulösen.
Die vorliegende Erfindung wird nun nachfolgend exemplarisch anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die begleitenden Figuren näher erläutert, wobei für gleiche oder ähnliche Baugruppen dieselben Bezugszeichen verwendet werden:
Fig. 1 zeigt schematisch eine Draufsicht einer Austauschvorrichtung in einer erfindungsgemäßen Ausführungsform und ein Formmagazin.
Fig. 2 zeigt schematisch eine perspektivische Ansicht einer geschlossenen Formstation einer Umformmaschine mit einem Umformrad in einer Ausführungsform.
Fig. 3 zeigt schematisch eine perspektivische Ansicht einer geöffneten Formstation in einer Ausführungsform und eine teilweise entnommene äußere Form.
Fig. 4 zeigt schematisch eine perspektivische Ansicht einer äußeren Form, die um einen Öffnungswinkel a aufgeschwenkt wurde.
Fig. 5 zeigt schematisch in einer Seitenansicht eine Austauschvorrichtung mit einer mehrachsig schwenkbaren Greifeinrichtung.
Fig. 6 zeigt schematisch eine Schnittansicht einer äußeren Form in einer Formaufnahme einer Formstation. Fig. 7 zeigt schematisch ein Seitenteil einer äußeren Form mit einem hintergreifbaren Greiferanschlussmittel in Form eines Stiftes, wobei das Seitenteil von einer Formaufnahme aufgenommen ist.
Fig. 8 zeigt ein Ablaufdiagramm des Verfahrens zum automatisierten Austauschen einer äußeren Form einer Umformstation gegen eine Wechselform in einer Ausführungsform.
Die Figur 1 zeigt schematisch eine Draufsicht einer Austauschvorrichtung 10 in einer erfindungsgemäßen Ausführungsform. Die Austausch Vorrichtung 10 ist zum Austauschen einer äußeren Form einer Umformstation 310 gegen eine Wechselform eingerichtet, wobei die Umformstation 310 Teil einer Formmaschine 300 zur Herstellung von Behältnisses aus Vorformlingen ist. Die äußeren Form 100 und die Wechselform 200 sind beispielsweise in der Figur 3 oder 6 dargestellt.
Die Umformstation 310 weist eine Formaufnahme 320 zur Aufnahme der äußeren Form 100 und der Wechselform 200 auf. Die Formaufnahme 320 einer Wechselstation 310 ist beispielweise in der Figur 2 oder 3 veranschaulicht.
Die äußere Form 100 und die Wechselform 200 sind jeweils mehrteilig ausgebildet aus einem ersten Seitenteil 110, 210 und einem zweiten Seitenteil 120, 220 und optional aus einem Bodenteil 130, 230. Dies ist beispielsweise in der Figur 6 veranschaulicht. Die Figur 6 zeigt eine gefügte äußere Form 100 oder Wechselform 200 in einer Formaufnahme 320.
Die Austauschvorrichtung 10 umfasst wenigstens ein Öffnungs- und Schließsystem 330, das zum Bewegen der Formaufnahme 320 von einem geschlossenen Zustand in einen geöffneten Zustand eingerichtet ist und das zum Bewegen der Formaufnahme 320 von einem geöffneten Zustand in einen geschlossenen Zustand eingerichtet ist. Ein Öffnungsund Schließsystem 330 ist schematisch in der Figur 3 gezeigt. Das Öffnungs- und Schließsystem 330 ist dazu eingerichtet Teile der Formaufnahme 320 zu schwenken, um einen Zugang zu dem Innenbereich 350 in der Formaufnahme zu schaffen.
Die in der Figur 1 gezeigte Austausch Vorrichtung 10 umfasst zudem eine mehrachsig schwenkbare Greifeinrichtung 500, die mit einem ersten Greifmittel 510 zum Ergreifen des ersten und des zweiten Seitenteils 110, 210, 120, 220 der äußeren Form 100 und/oder der Wechselform 200 eingerichtet ist, und die optional mit einem zweiten Greifmittel 520 zum Ergreifen des Bodenteils 130, 230 der äußeren Form 100 und/oder der Wechselform 200 eingerichtet ist. Eine Greifeinrichtung 500 ist beispielsweise in der Figur 1 oder in der Figur 5 gezeigt und als Industrieroboter ausgebildet.
Die Austauschvorrichtung 10 in der Figur 1 umfasst zudem ein Formmagazin 400 zur Aufnahme aus einer Formstation 310 entnommener Formteile 110, 120, 130 einer äußeren Form 100 und/oder zur Bereitstellung von Wechselformen 200 zum Einfügen in eine Formstation 310. Das Formmagazin 400 ist beispielsweise in der Figur 1 oder 5 gezeigt. Darin werden die aus der Umformstation entnommenen Teile der äußeren Form abgelegt und die Teile der Wechselform bereitgestellt.
Die Figur 2 zeigt schematisch eine perspektivische Ansicht einer geschlossenen Formstation 310 einer Umformmaschine 300 mit einem Umformrad in einer Ausführungsform. Es ist in der Figur 2 lediglich eine Formstation gezeigt. Es können aber eine Vielzahl von Umformstationen 310 umfangsverteilt auf dem Umformrad 340 angeordnet sein, zum Beispiel 16 Stück. Das Umformrad ist drehbar ausgebildet, wie der Doppelpfeil veranschaulicht. Das Umformrad 340 ist mit einer Steuereinheit ansteuerbar und kann in Rotation versetzt werden, um die Formstationen weiter zu drehen, wenn das Austauschverfahren für eine einzelne Umformstation abgeschlossen wurde.
Die Figur 3 zeigt schematisch eine perspektivische Ansicht einer geöffneten Formstation 310 und eine teilweise entnommene äußere Form 100. Mit den beiden Doppelpfeilen wird veranschaulicht, dass die Seitenteile 110, 120 herausnehmbar sind und gegen die Seitenteile 210, 220 der Wechselform getauscht werden sollen bzw. tauschbar sind. Zudem kann auch das Bodenteil 130 bei Bedarf ausgetauscht werden, was ebenfalls durch einen Doppelpfeil veranschaulicht ist. Zudem veranschaulicht die Figur 3, dass die Formaufnahme 320 in einem geöffneten Zustand positioniert ist. In dem geöffneten Zustand können die Seitenteile und optional die Bodenteile ausgetauscht werden. Dies kann in einem teilweise geöffneten Zustand oder in einem geschlossenen Zustand, wie in der Figur 2 gezeigt, nicht erfolgen.
Die Figur 4 zeigt schematisch eine perspektivische Ansicht einer äußeren Form 100, die um einen Öffnungswinkel a aufgeschwenkt wurde. Die beiden Seitenteile 110 und 120 sind freigestellt dargestellt, d.h. die Formaufnahme ist nicht gezeigt. Die beiden Seitenteile sind buchartig aufgeschwenkt. Das Bewegen des ersten Seitenteils 110 relativ zum zweiten Seitenteil 120 umfasst also ein Einstellen eines Öffnungswinkels a zwischen dem ersten Seitenteil 110 und dem zweiten Seitenteil 120, wobei der Öffnungswinkel a in einem Win- kelbereich von 3° bis 20° liegt, und beispielsweise 8° ist. Bei diesem Öffnungswinkel können die beiden Seitenteile 110 und 120 von dem Bodenteil 130 getrennt werden, da kein Formschluss mehr zwischen den Seitenteilen und dem Bodenteil ausbildet ist. Durch eine vertikale Abwärtsbewegung des Bodenteils 130 oder eine vertikale Aufwärtsbewegung der beiden Seitenteile 110 und 120 können die Seitenteile so von dem Bodenteil getrennt werden und eine getrennte Entnahme der Seitenteile und des Bodenteils erfolgen. Der gefügte Zustand ist beispielsweise in der Figur 6 gut zu erkennen. Dort ist schematisch gezeigt, dass die Seitenteile eine Nut aufweisen und die Bodenform einen Vorsprung aufweist, die von den Nuten der Seitenteile aufgenommen wird.
Die Figur 5 zeigt schematisch in einer Seitenansicht eine Austauschvorrichtung mit einer mehrachsig schwenkbaren Greifeinrichtung 500. Die Greifeinrichtung 500 umfasst erste Greifmittel 510, die mit einem Magnetgreifer ausgebildet sind, um die Seitenteile 110, 120, 210, 220 der äußeren Form und/oder der Wechselform zu greifen. Zudem umfasst die Greifeinrichtung 500 ein zweites Greifmittel 520, das mit einem Zangengreifer ausgebildet ist, um das Bodenteil 130, 230 der äußeren Form und/oder der Wechselform zu greifen. Die Greifeinrichtung 500 ist mehrachsig schwenkbar ausgebildet. Es wird also vorgeschlagen, zwei Greifmittel zum getrennten Greifen der Seitenteile und der Bodenteile vorzusehen. Die Greifereinrichtung 500 entnimmt also aus der Formaufnahme 320 die Seitenteile 110 und 120 und optional das Seitenteil 130, legt diese dann in dem Formmagazin 400 ab, und fügt die Seitenteile 210, 220 und optional das Bodenteil 230 in die Formaufnahme 320, die in dem Formmagazin 400 bereitgestellt sind. Es versteht sich, dass die Greifereinrichtung 500 dazu mehrachsig schwenkbar ausgebildet ist.
Die Figur 6 zeigt schematisch eine Schnittansicht einer äußeren Form 100 in einer Formaufnahme 320 einer Formstation 310. Die äußere Form 100 kann auch eine Wechselform 200 sein. Die äußere Form ist dreiteilig aus zwei Seitenteilen 110, 120 und einem Bodenteil 130 ausgebildet. Um die Seitenteile in der Formaufnahme 320 zu fixieren, sind vorzugsweise steuerbare Fixiermittel 360 vorgesehen. Zudem können Haltemittel 370 vorgesehen sein, um die Seitenteile, nachdem die Seitenteile nicht mehr fixiert sind, zu halten. Auch das Bodenteil 360 kann mit einem steuerbaren Fixiermittel fixiert werden. Dies ist in der Figur6 aber nicht gezeigt. In der Figur 6 ist dabei auch gut zu erkennen, dass das Bodenteil 130 einen Befestigungsvorsprung aufweist und die Seitenteile eine Nut zum Aufnahmen des Befestigungsvorsprungs. Wie zu erkennen ist, bilden die Seitenteile und das Bodenteile einen Formschluss aus, d.h. Seitenteile und Bodenteil sind in dem gefügten Zustand formschlüssig verbunden. Durch ein Aufschwenken oder ein Parallelverschieben der Seitenteile kann dieser Formschluss gelöst werden. Die Figur 7 zeigt schematisch ein Seitenteil 110 einer äußeren Form 100 mit einem hintergreifbaren Greiferanschlussmittel 140 in Form eines Stiftes, wobei das Seitenteil von einer Formaufnahme aufgenommen ist. Wie zu erkennen ist, ist ein hintergreifbarer Metallstift mit einer Pilzform auf der Vorderseite des Seitenteils 110 angeordnet. Der Stift ist also der Greifeinrichtung zugewandt und die Greifeinrichtung kann den hintergreifbaren Metallstift mit seinem Greifmittel aufnehmen. Zudem kann ein Ausrichtmittel 150 in Form eines weiteren Stiftes vorgesehen sein, um ein ungewolltes Verdrehen der Seitenteile beim Bewegen der Seitenteile mit der Greifeinrichtung zu vermeiden.
Die Figur 8 zeigt ein Ablaufdiagramm des Verfahrens zum automatisierten Austauschen einer äußeren Form einer Umformstation gegen eine Wechselform in einer Ausführungsform. Die Umformstation ist dabei Teil einer Umformmaschine zur Herstellung von Behältnissen aus Vorformlingen und weist eine Formaufnahme zur lösbaren Aufnahme der äußeren Form und der Wechselform auf, wobei die äußere Form und die Wechselform jeweils mehrteilig ausgebildet sind aus einem ersten Seitenteil und einem zweiten Seitenteil und optional aus einem Bodenteil, wie zum Beispiel in der Figur 3 oder 6 gezeigt. Das Verfahren umfasst die Schritte S1 bis S7, nämlich:
Der Schritt S1 ist: Bewegen der Formaufnahme in einen teilweise geöffneten Zustand.
In der Figur 2 ist eine geschlossene Formaufnahme 320 gezeigt und in der Figur 3 ist eine geöffnete Formaufnahme 320 gezeigt. Der teilweise geöffnete Zustand der Formaufnahme 320 ist zwar nicht in den Figuren gezeigt, er beschreibt aber einen Öffnungszustand, der zwischen den beiden vorgenannten Zuständen liegt. Der teilweise geöffnete Zustand der Formaufnahme 320 liegt beispielsweise vor, wenn die in der Figur2 gezeigte geschlossene Formaufnahme 320 ein kleines Stück geöffnet wird, die Formaufnahme 320 aber noch nicht so weit geöffnet ist, dass die Seitenteile 110, 120 herausnehmbar sind, wie in der Figur 3 gezeigt.
Danach erfolgt in Schritt S2: Ergreifen des ersten und des zweiten Seitenteils der äußeren Form. Das Ergreifen erfolgt automatisiert mit einer Greifeinrichtung, wie z.B. in den Figuren 1 und 5 gezeigt. Es werden also wenigstens die Seitenteile 1 10 und 120 der äußeren Form 100 gegriffen, die in der Formaufnahme 320 der Formstation 300 angeordnet sind, wie z.B. in der Figur 2 und 6 gezeigt. Beispielsweise ergreift die Greifeinrichtung 500 mit einem ersten Greifmittel 510, wie in der Figur 5 gezeigt, das hintergreifbare Greiferanschlussmittel 150, wie z.B. in der Figur 4 oder 7 gezeigt. Bevorzugt erfolgt ein gleichzeitiges Ergreifen beider Seitenteile 110 und 120, wie in der Figur 3 oder 4 gezeigt, die in einem Öffnungswinkel a zueinander in der Formaufnahme 320 angeordnet sind, wie in der Figur 4 veranschaulicht. Die Greifeinrichtung 500 greift also beispielsweise gleichzeitig die in der Formaufnahme aufgeschwenkten Seitenteile 110 und 120.
Danach erfolgt in Schritt S3: Bewegen der Formaufnahme in einem weiter geöffneten Zustand, wie z.B. in der Figur 3 gezeigt. Bevorzugt bleibt die Greifereinrichtung 500 unbeweglich in seiner Greifposition gemäß Schritt S2 und hält die Seitenteile ebenfalls in deren in Schritt S2 eingenommener Positionierung fest, wodurch sich die Formaufnahme von den Seitenteilen beim weiteren Aufschwenken entfernt.
Der Schritt S4 ist: Herausbewegen der ergriffenen Seitenteile aus einem von der Formaufnahme umgebenen Innenbereich und optional anschließendes Greifen des Bodenteils der äußeren Form und Herausbewegen des ergriffenen Bodenteils aus dem von der Formaufnahme umgebenen Innenbereich, wie zum Beispiel in der Figur 3 gezeigt. Dort ist mit einem Doppelpfeil veranschaulicht, dass die Seitenteile 110 und 120 der äußeren Form herausbewegt werden und die Seitenteile 210 und 220 in den Innenbereich 350 der Formaufnahme 320 eingefügt werden.
Danach erfolgt in Schritt S5: Ablegen der ergriffenen Formteile in ein Formmagazin. Das Formmagazin 400 ist beispielsweise in der Figur 1 oder 5 gezeigt. Es dient als Ablage für die entnommen Seitenteile 1 10 und 120 und optional für das Bodenteil 130 der äußeren Form 100 und es dient zur Bereitstellung der Seitenteile 210, 220 und optional des Bodenteils 230 der Wechselform 200.
Der Schritt S6 ist: Ergreifen des ersten und des zweiten Seitenteils einer in dem Formmagazin bereitgestellten Wechselform und optional Ergreifen des Bodenteils der in dem Formmagazin bereitgestellten Wechselform. Dazu kann die Wechselform ebenfalls mit einem Greiferanschlussmittel ausgebildet sein und die Greifeinrichtung kann mit einem ersten und zweiten Greifmittel die Teile der Wechselform analog zu der äußeren Form ergreifen.
Der Schritt S7 ist: Einfügen der gegriffenen Formteile der Wechselform in den von der Formaufnahme umgebenen Innenbereich nach Herausbewegen der Formteile der äußeren Form. Die Schritte Ergreifen S2, S6 Herausbewegen S4, Ablegen S5 und Einfügen S7 der Formteile werden mittels einer Greifeinrichtung ausgeführt. Zudem wird beim Bewegen der Formaufnahme in den teilweise geöffneten Zustand in Schritt S1 das erste Seitenteil relativ zum zweiten Seitenteil bewegt, was ein Aufschwenken oder ein Parallelverschieben der Seitenteile sein kann.
Bezuqszeichenliste
100 äußere Form
110 erstes Seitenteil der äußeren Form
120 zweites Seitenteil der äußeren Form
130 Bodenteil der äußeren Form
140 hintergreifbares Greiferanschlussmittel
150 Ausrichtmittel
200 Wechselform
210 erstes Seitenteil der Wechselform
220 zweites Seitenteil der Wechselform
230 Bodenteil der Wechselform
300 Umformmaschine
310 Umformstation
320 Formaufnahme
330 Öffnungs- und Schließsystem
340 Umformrad
350 Innenbereich
360 steuerbares Fixiermittel
370 Haltemittel
400 Formmagazin
500 Greifeinrichtung
510 erstes Greifmittel
520 zweites Greifmittel

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zum automatisierten Austauschen einer äußeren Form (100) einer Umformstation (310) gegen eine Wechselform (200), wobei die Umformstation (310) Teil einer Umformmaschine (300) zur Herstellung von Behältnissen aus Vorformlingen ist und eine Formaufnahme (320) zur lösbaren Aufnahme der äußeren Form (100) und der Wechselform (200) aufweist, wobei die äußere Form (100) und die Wechselform (200) jeweils mehrteilig ausgebildet sind aus einem ersten Seitenteil (110, 210) und einem zweiten Seitenteil (120, 220) und optional aus einem Bodenteil (130, 230), umfassend die Schritte:
Bewegen (S1) der Formaufnahme (320) in einen teilweise geöffneten Zustand; danach Ergreifen (S2) des ersten und des zweiten Seitenteils (110, 120) der äußeren Form; danach Bewegen (S3) der Formaufnahme (320) in einen weiter geöffneten Zustand; danach Herausbewegen (S4) der ergriffenen Seitenteile (110, 120) aus einem von der Formaufnahme (320) umgebenen Innenbereich (350) und optional anschließendes Greifen des Bodenteils (130) der äußeren Form und Herausbewegen des ergriffenen Bodenteils (130) aus dem von der Formaufnahme (320) umgebenen Innenbereich; danach Ablegen (S5) der ergriffenen Formteile (110, 120, 130) in ein Formmagazin (400);
Ergreifen (S6) des ersten und des zweiten Seitenteils (210, 220) einer in dem Formmagazin (400) bereitgestellten Wechselform (200) und optional Ergreifen des Bodenteils (230) der in dem Formmagazin (400) bereitgestellten Wechselform (200); und
Einfügen (S7) der gegriffenen Formteile (210, 220, 230) der Wechselform (200) in den von der Formaufnahme (320) umgebenen Innenbereich (350), wobei die vorherigen Schritte Ergreifen (S2, S6), Herausbewegen (S4), Ablegen (S5) und Einfügen (S7) der Formteile mittels einer Greifeinrichtung (500) ausgeführt werden, dadurch gekennzeichnet, dass das beim Bewegen der Formaufnahme (320) in den teilweise geöffneten Zustand das erste Seitenteil (110) relativ zum zweiten Seitenteil (120) bewegt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei das Verfahren den zusätzlichen Schritt umfasst: Lösen einer Verbindung (360) zwischen dem ersten Seitenteil (110) und der Formaufnahme (320) und
Lösen einer Verbindung (360) zwischen dem zweiten Seitenteil (120) und der Formaufnahme (320), optional Lösen einer Verbindung zwischen dem Bodenteil (130) und der Formaufnahme (320), wobei das Lösen der Verbindung zwischen den Formteilen (110, 120, 130) und der Formaufnahme (320) jeweils vor dem Herausbewegen der Formteile erfolgt, vorzugsweise erfolgt das Lösen der Verbindungen (360) zwischen dem ersten und zweiten Seitenteil (110, 120) der Formaufnahme (320), nach dem Ergreifen (S2) des ersten und des zweiten Seitenteils (110, 120) der äußeren Form.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Ergreifen des ersten und des zweiten Seitenteils (110, 120, 210, 220) der äußeren Form und/oder der Wechselform gleichzeitig erfolgt.
4. Verfahren nach Anspruch einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Bewegen des ersten Seitenteils (110) relativ zum zweiten Seitenteil (120) ein Einstellen eines Öffnungswinkels (a) zwischen dem ersten Seitenteil (110) und dem zweiten Seitenteil (120) umfasst, wobei der Öffnungswinkel (a) in einem Winkelbereich von 3° bis 20° liegt, vorzugsweise liegt der Öffnungswinkel (a) in einem Winkelbereich von 5° bis 10 °, insbesondere liegt der Öffnungswinkel in einem Winkelbereich von 8° + 1°.
5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das erste und das zweite Seitenteil (210, 220) der bereitgestellten Wechselform mit einem vorbestimmten Öffnungswinkel (a) zueinander in dem Formmagazin (400) bereitgestellt werden, der Öffnungswinkel (a) in einem Winkelbereich von 3° bis 20° liegt, vorzugsweise liegt der Öffnungswinkel (a) in einem Winkelbereich von 5° bis 10 °, insbesondere liegt der Öffnungswinkel (a) in einem Winkelbereich von 8° ± 1 °.
6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei nach dem Schritt Einfügen der gegriffenen Formteile (210, 220, 230) der Wechselform (200) in den vom Formträger umgebenen Innenbereich (350) die weiteren Schritte erfolgen:
Bewegen der Formaufnahme (320) in einen teilweise geschlossenen Zustand;
Herstellung einer Verbindung zwischen dem ersten Seitenteil (210) und der Formaufnahme (320) und
Herstellung einer Verbindung zwischen dem zweiten Seitenteil (220) und der Formaufnahme (320);
Ablösen des ergriffenen ersten und zweiten Seitenteils (210, 220) der Wechselform; und Bewegen der Formaufnahme (320) in einen vollständig geschlossenen Zustand.
7. Austauschvorrichtung (10) zum Austauschen einer äußeren Form (100) einer Umformstation (310) gegen eine Wechselform (200), wobei die Umformstation Teil einer Formmaschine (300) zur Herstellung von Behältnisses aus Vorformlingen ist, und die Umformstation (310) eine Formaufnahme (320) zur Aufnahme der äußeren Form (100) und der Wechselform (200) aufweist, wobei die äußere Form (100) und die Wechselform (200) jeweils mehrteilig ausgebildet sind aus einem ersten Seitenteil (110, 210) und einem zweiten Seitenteil (120, 220) und optional aus einem Bodenteil (130, 230), wobei die Austauschvorrichtung umfasst: ein Öffnungs- und Schließsystem (330), das zum Bewegen der Formaufnahme (320) von einem geschlossenen Zustand in einen geöffneten Zustand eingerichtet ist und das zum Bewegen der Formaufnahme (320) von einem geöffneten Zustand in einen geschlossenen Zustand eingerichtet ist; eine mehrachsig schwenkbare Greifeinrichtung (500), die mit einem ersten Greifmittel (510) zum Ergreifen des ersten und des zweiten Seitenteils (110, 210, 120, 220) der äußeren Form (100) und/oder der Wechselform (200) eingerichtet ist, und die optional mit einem zweiten Greifmittel (520) zum Ergreifen des Bodenteils (130, 230) der äußeren Form (100) und/oder der Wechselform (200) eingerichtet ist; und ein Formmagazin (400) zur Aufnahme aus einer Formstation (310) entnommener Formteile (110, 120, 130) einer äußeren Form (100) und/oder zur Bereitstellung von Wechselformen (200) zum Einfügen in eine Formstation (310); dadurch gekennzeichnet, dass die Austauschvorrichtung mit dem Öffnungs- und Schließsystem (330), dem Formmagazin (400) und der Greifeinrichtung (500) dazu eingerichtet ist, das Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 8 auszuführen.
8. Austauschvorrichtung nach Anspruch 7, wobei das erste Greifmittel (510) ein Greifmittel ist, das dazu eingerichtet ist, einen Teil der äußeren Form (100) oder der Wechselform (200) formschlüssig zu greifen, wobei das erste Greifmittel (510) vorzugsweise pneumatisch, elektrisch, hydraulisch und/oder magnetisch betätigbar ist, und wobei weiter vorzugsweise der T eil der äußeren Form oder Wechselform ein hintergreifbares Greiferanschlussmittel (140) ist, das formschlüssig gegriffen wird, insbesondere ist das hintergreifbare Greiferanschlussmittel ein Stift, wobei der Stift aus einem strukturfesten Metall ausgebildet ist und/oder der pilzförmig ausgebildet ist; und/oder wobei das zweite Greifmittel (520) mit einem Zangengreifer ausgebildet ist und das Bodenteil (130, 230) der äußeren Form und/oder der Wechselform mit dem Zangengreifer ergriffen wird.
9. Äußeren Form (100) und/oder Wechselform (200) geeignet zur Verwendung in dem
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 6, wobei die äußere Form (100) und/oder die Wechselform (200) jeweils ausgebildet sind aus wenigstens einem ersten Seitenteil (110, 210) und einem zweiten Seitenteil (120,220), wobei das erste Seitenteil (1 10, 210) und das zweite Seitenteil (120, 220) jeweils ein hintergreifbares Greiferan- schlussmittel (140) in Form eines Stiftes aufweisen, wobei der Stift aus einem strukturfesten Metall ausgebildet ist und/oder pilzförmig ausgebildet ist.
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