JP2014117954A - 成形部品の製造方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】金型を上下動させる場合でも製造ラインにおいて金型の高い位置決め精度が保証され、金型に信号及びエネルギーをそれぞれ供給し、金型台車を、ラインへ取り込み、及び取り外しがそれぞれ可能で、洗浄することが可能である方法及び装置を提供。
【解決手段】複数の金型が、金型台車１により、楕円状の製造ライン２に少なくとも一時的に沿って運び、金型台車の、製造ラインへの取り込み及び取り外しを行うため、閉じたラインに沿って複数の供給台車６が搬送要素５に配置され、金型台車を、空いている供給台車に連結させて、該金型台車をラインに取り込み、更に、金型台車を、供給台車から切り離し、ラインから離すことで、ラインから該金型台車を取り出し、該金型台車を、自身のローラ３によって静止グランド４上で動かす。
【選択図】図１

Description

本発明は、多成分反応性プラスチック材料から、特にポリウレタンから成形部品を製造するための方法に関するものであり、その方法では、複数の金型が、金型台車により、閉じた好ましくは楕円状の製造ラインに少なくとも一時的に沿って運ばれる。更に、本発明は、成形部品の製造のための装置に関する。

特許文献１では、汎用型の方法及び装置を開示している。その装置は、長楕円状に構成された製造ラインを有する。この場合、楕円構造が及ぶ範囲に沿って複数の加工ステーションが配置され、このとき、これは、金型台車のことでもあり得る。この文献では、加工ステーションに信号とエネルギーをそれぞれ供給すること、すなわち、金型台車に電気信号及び様々なエネルギー（電気エネルギー、温度制御用水、作動油、真空または圧縮空気）を供給することを、可能にするコンセプトを提示している。

また、回転チェーンに連結される独立の台車として、金型が金型台車と共に配置される設備も知られている。そのような台車を送り出す必要がある場合には、送り出された金型台車を引き継ぐことになる台車を、まず設備と同期させなければならない。そして、その金型台車は、相手の台車に移されるか、または引き寄せられて、このとき、供給ラインがクイックカップリングによって切り離される。

この方法は、最初に第２の台車を同期させなければならないという点で不都合である。更には、より長い揺動が本質的に必要となって、シフトに比較的長い時間を費やす。これによって、いくつかの台車を１つずつ次々と送り出すことは、遥かに実現が難しく、一般的には不可能である。

特許文献２は、吊り下げられた金型台車であって、金型台車の上方に延びるレールシステム上に供給用集合体を備えるものについて記載している。実際に、この吊り下げ構成によって、金型への両側からのアクセス性は非常に良好となるが、一方で、集合体を含む金型台車をそれぞれ小さな位置公差で案内及び位置決めする必要があるため、構造が極めて複雑となり、また、この集合体を含む金型台車は、多くの場合、反応混合物がロボットで自動注入される少なくともその領域の吊り下げ位置において、高重量となる。

上記タイプの設備では、例えば、金型の開閉、金型のロック、または自動圧力逃がし弁の操作などの機能を果たすことができるように、少なくとも電気信号と、更にはエネルギー（特に圧力エネルギー、好ましくは圧縮空気、場合によって油圧媒体または電気エネルギー）を、回転する金型台車に供給しなければならない。また、通常、金型の温度制御が必要であり、このため、金型には、更に温度制御媒体が（または加熱が必要な場合は、電気加熱エネルギーも）供給されなければならない。

また、このような設備では、保守のため、または成形形状を変更する目的で、個々の金型または金型台車の取り込みまたは取り出しが可能である必要がある。言うまでもなく、これがコンポーネントの平均サイクル時間ひいては装置の生産性に与える影響が、ないか、または少なくともほんの僅かであれば、経済的に極めて有利である。

第３の重要な側面は、製造ラインの洗浄である。この場合も同じく、これによる設備効率への影響が最小限であれば、経済的理由で有利である。実際には、設備のコンセプト及び設備の設計が、これに無関係ではない影響を及ぼす。保守の行き届いた清浄な設備は、プロセス全体の信頼性及び生産性に極めて良い効果を継続的に及ぼす。

上記の基準に関して、従来のソリューションは未だ最適化されてはいない。

ドイツ特許第４４４４２８０号 ＷＯ１９９９／０１０１５５号

そこで、本発明は、金型を上下動させる場合でも製造ラインにおいて金型の高い位置決め精度が保証されるように、上記のタイプの方法及び装置を更に改良することを課題とする。また、金型に信号及びエネルギーをそれぞれ簡単に供給することが可能でなければならない。そして、金型台車を、簡単に製造ラインへ取り込み、及び製造ラインから取り外しすることがそれぞれ可能でなければならない。最後に、簡単に洗浄することが可能でなければならない。

本目的のソリューションは、金型台車がローラを備えて、これにより静止グランド上で動かされ、また、複数の供給台車が、閉じた製造ラインに沿って搬送要素に配置されて、これらの供給台車が搬送要素によって動かされる、方法であって、金型台車を、空いている供給台車に近づけて、これに連結させることで、金型台車を製造ラインに取り込み、このとき、金型台車は、自身のローラによって静止グランド上で動かされ、金型台車と供給台車とが連結された状態で、金型台車を、供給台車により誘導して動かすことで、製造ラインに沿って移動させ、このとき、金型台車は、自身のローラによって静止グランド上で動かされ、金型台車を、供給台車から切り離し、製造ラインから離すように動かすことで、製造ラインから金型台車を取り出し、このとき、金型台車は、自身のローラによって静止グランド上で動かされる、方法によることを特徴とする。

このように、本発明によると、金型台車は、自身の（ガイド）ローラによって静止グランド上で移動することが可能であり、プロセスの要求に従って、供給台車との連結及び切り離しが可能である。

好ましくは、金型台車には、金型台車が供給台車と連結された状態において、供給台車により信号及び／またはエネルギーが供給される。

製造ラインが、直線部と円弧部とを有する好ましくは楕円状の閉路として構成される場合に、金型台車は、好ましくは直線部から円弧部への入口で、製造ラインから取り外される。また、この実施形態では、金型台車は、円弧部から直線部への入口で、製造ラインに取り込まれることが好ましい。この場合、金型台車は、好ましくは、最初に、製造ラインにおける、または製造ライン内の、２つの供給台車間の空き領域に動かされることによって製造ラインに取り込まれ、その後、搬送方向で次に続く供給台車によって、金型台車は、その金型台車を受容する予定の供給台車に押し載せられ、こうして、金型台車は、準自動的に、その金型台車を受容する供給台車との連結位置に同期させられる。

供給台車との金型台車の連結及び切り離しは、好ましくは、金型台車のシフト移動によって行われ、その移動は、供給台車の移動方向に垂直な水平移動である。

供給台車から切り離された金型台車は、その供給台車の後に続く供給台車によって、製造ラインから押し出すことができる。

成形部品を製造するための本発明による装置は、金型台車上に配置される複数の金型と、閉じた好ましくは楕円状の製造ラインであって、これに沿って金型台車を移動させることができる製造ラインと、を備え、本発明は、金型台車がローラを有し、これによって金型台車は静止グランド上を移動することができることと、閉じた製造ラインに沿って複数の供給台車が搬送要素に配置されていて、それらの供給台車を搬送要素によって動かすことが可能であることと、を特徴とし、この場合、金型台車が取り外し可能に供給台車と連結されるように構成されていて、また、変位手段が配置されて、これにより、供給台車との金型台車の連結または切り離しために、金型台車を供給台車の移動方向に垂直な水平方向に動かすことが可能である。

更に改良された実施形態により、金型台車及び供給台車に連結手段を備え、これによって、供給台車から金型台車に信号及び／またはエネルギーを供給することが可能であることを提案する。

効果的な一実施形態によれば、金型台車は、静止グランドに配置されたガイドバーに係合するように構成された少なくとも１つのガイド要素を有し、これにより、金型台車をガイドバーの方向に誘導する。

こうして、本発明による方法及び装置により、前述の基準が特に経済的な方法で満たされる。

このように提案されるソリューションは、多成分反応性プラスチック材料から、特にポリウレタンから成形部品を製造するための方法であって、金型が、金型台車により、閉じた（例えば、楕円状の）製造ラインに沿って運ばれる場合に関し、製造ラインに配置される金型台車が、製造ラインを通して、自身の（ガイド）ローラで静止グランド上を自らで移動する。そのとき、これらはそれぞれ供給台車に連結されて、それにより製造ラインを通して誘導される。この場合、製造ライン内にある金型台車は、その金型台車が連結されている供給台車によって、信号と、更にはエネルギーを供給される。金型台車は、最初に供給台車から切り離されてから製造ラインの外に動かされることによって、製造ラインから取り外され、このとき、それは同じく自身の（ガイド）ローラによって静止グランド上を移動する。同様に、金型台車は製造ラインに取り込まれ、その際には空いている供給台車に誘導され、このとき、それは同じく自身の（ガイド）ローラによって静止グランド上を移動する。その後、それは供給台車に連結される。

供給台車は、多くの場合、回転チェーン（搬送要素）に永久連結された台車であって、それらの台車上には、電気エネルギー、温度制御用水、圧力エネルギー及び／または真空を供給するための集合体が設置されている。

金型台車は、その上に金型台車要素と金型とが配置される台車である。これらの台車は、本発明によれば、静止グランド上で移動する自身の（ガイド）ローラを有する。静止グランドは、通常、ホールの床またはホールの床に固定された行路である。

保守及び金型の変更のために取り込み及び取り外しの必要がある金型台車が、供給台車から機能分離され、その供給台車の上に、圧力エネルギー（例えば、圧縮空気）の供給及び温度制御のための集合体が配置されていることによって、製造ラインの金型台車の場所以外にそれ以上の集合体（例えば、温度制御装置及び圧縮空気溜め）を設置する必要がない。これに関連して経済的効果が得られる。

これによって、更に、例えば温度制御装置または圧縮空気溜めを様々な形態とすることも可能であり、なぜなら、それらの集合体は取り外しされないので、取り外しまたは取り込みされる金型台車から実際にその瞬間に独立していて、常に製造ラインにとどまって利用可能であるからである。

また、金型台車が自身のガイドローラを備え、これらのガイドローラで金型台車が製造ライン内でもホールの床を移動する構成により、金型台車の取り込み及び取り外しと、それに続く取扱いにおいて、利便性及び柔軟性を高めることが可能である。有利なことに、金型台車を切り離した後に更に移動させる更なる搬送媒体であって、その動きを同じく搬送設備と同期させなければならないはずの搬送媒体の必要がない。

このように、簡単かつ極めて効果的な、製造ラインでの金型台車の取り込み及び取り外しが確保される。

既に上記で述べたように、金型台車は、好ましくは、製造ライン（楕円構成の場合）の湾曲領域への入口で、最初に、搬送方向に垂直な最小限の並進による水平シフトによって供給台車から切り離されることで、取り外される。この場合、切り離された台車は、その後、自身の駆動ではなく、次の連結されたままの供給台車によって（可能であればガイドに沿って）製造ラインの外に運ばれる。このとき、更なる搬送は、最も簡単な場合は手動で押すことにより行われるが、当然のことながら、例えば摩擦車によって自動的に行うことも可能である。

湾曲部（すなわち製造ラインの湾曲部）で金型台車を取り外すことによって、直線領域で取り外す場合に比較して、いくつかの本質的な効果が得られる。台車は、供給台車から切り離すために僅かに平行移動（搬送方向に垂直に並進）させるだけでよく、その後、製造ラインからの取り出しを直ぐに進めることができる。直線領域での取り外しでは、本質的に、より大きな（少なくとも台車の全幅の１つ分の）平行移動が必要となる。

取り外した後の金型台車の更なる搬送のために、追加の駆動台車は必要ない。最も簡単な場合、金型台車は、手動でその保守ステーションに動かすことができる。多くの場合、本方法の簡単さ及び高柔軟性を極めて効果的とするには、メンテナンス区域における高度な自動化は経済的に妥当ではない。当然のことながら、更に自動化された方法で、金型台車を搬送することも可能である。簡単な可能性として、例えば、従動固定摩擦車があり、これによって金型台車を駆動する。

更に記載する実施形態によって、本発明の更なる効果を利用することが可能となる。以下では、金型台車を、最初に、同じく２つの供給台車の間の空き領域に移動させることにより、楕円状（または、例えば丸みを帯びた矩形状の場合もある）製造ラインの湾曲領域から直線領域への遷移部から取り込み、その後、それらは、次の供給台車によって更に搬送され、位置決めされてから、搬送方向に垂直な並進シフト（平行移動）によって、同じく供給台車に連結される。

また、提案する方法によれば、設備のトラックの洗浄も簡単となる。主に軟質ポリウレタンフォームで作られる車両シートクッションである成形部品の製造においては、それぞれの金型で削りかすが発生する。また、金型の排気点に残留フォームが生じる。同様に、ワイヤなどのインサート部品またはテクスチャの擦り切れたものがトラックに移る。このような汚染物が定期的に除去されないと、設備の機能が極めて危うくなる。提案する方法によると、製造ラインに洗浄台車を簡単に取り込むことが可能であり、さらには、金型台車が移動するグランドの洗浄が非常に簡単である。台車をまるごと、極めて簡単に交換することができるので、洗浄台車の設計は、洗浄機能に関して最適化することができる。その取り込み及び取り外し機能を、金型台車の取り込み及び取り外しに良く似たものとするため、洗浄台車の寸法だけは、供給台車のストップに関して、金型台車のものと対応させる必要がある。この場合、洗浄台車を、少なくとも電気的に、供給台車に接続することが可能であり、これによって電気エネルギーが供給される。

また、金型台車は、所与のレーンに沿って、取り込み点と取り外し点との間で連続的に誘導される必要はない。多くの場合、保守区域内では、経済的観点から、金型台車を手動で押すことが、より妥当であるが、これは、所与の静止レーンでは、高柔軟性及び低投資コストであることから、必須ではない。金型台車はガイドローラを備えるので、保守区域におけるこのような金型台車の簡単かつ単純な取り扱いが、何の問題もなく実現可能である。

このように、本発明は、１つの金型台車を単独で、それぞれ（楕円状の）搬送装置へ取り込み及び搬送装置から取り外しするための経済的な方法を提供する。これに関して、経済的な側面とは、特に金型の頻繁な変更ならびに設備の保守及び洗浄をそれぞれ考慮して、具体的には、投資コスト、サイクル時間、設備の利用のそれぞれである。

一方の、循環搬送されてエネルギーと信号のそれぞれの供給に関与する台車と、他方の金型台車との間で機能分離が提供され、すなわち供給台車と金型台車とに分離されている。金型台車は、供給台車から切り離された後に別の搬送台車によって引き継がれる必要のない（ガイドローラを備えた）自立ユニットとして構成されている。これにより、有利なことに、そうでなければ必要であった搬送台車を設備と同期させることが、必要なくなる。さらに、これによって、多数の金型台車を次々と直ちに、時間の無駄なく交換することも可能となる。

また、洗浄台車の取り込み及び取り外しが簡単に可能である。

複数の供給台車と金型台車とを備えた楕円状の搬送要素を有する製造ラインの平面図 製造ラインにおける金型台車の取り込みと取り外しを段階的に示す説明図 製造ラインにおける金型台車の取り込みと取り外しを段階的に示す説明図 製造ラインにおける金型台車の取り込みと取り外しを段階的に示す説明図 製造ラインにおける金型台車の取り込みと取り外しを段階的に示す説明図

図面に、本発明の一実施形態を示す。

図１に、製造ライン２を概略的に示している。これは、搬送要素５（回転チェーン）を有し、この搬送要素は、本実施形態では楕円状のコンベアとして構成されている。回転チェーン５上に供給台車６が固定されている。供給台車６は、それぞれに金型台車１が取り外し可能に連結されるように構成されていて、金型台車１上には成形部品製造用の金型がある。

供給台車６の供給ラインは、クイックカップリングの形態の連結手段８によって、金型台車１の対応するライン１１に接続される。

金型の両半分は、用途に応じて、それぞれ昇降及び揺動させることが可能である。金型の開閉は、好ましくは、金型台車１により提供される固定ベース（図示せず）に対して行われる。このとき、ベースは、レバーのセットに接続されている金型のストップを動かす。そして、このレバーのセットによって、金型の半分をそれぞれ、自在軸受に関して動かす／揺動させることができる。

それぞれの金型台車１は、４つの関節ローラ３で静止グランド４上を移動する。金型台車１の外側に２つのガイドローラ９が固定されている。これらのガイドローラ９によって、金型台車１の取り込みと取り外しのそれぞれにおいて、金型台車１は、定置変位手段７、７’（定置シリンダ）またはさらにもう１つの定置装置により、定置トラバーススライド１２、１２’を介して、平行移動、すなわち搬送方向に垂直な水平方向に移動することが可能である。また、ガイドローラ９が配されていることによって、金型台車１は、供給台車６から取り外された後に、ストップ１３により更にガイドバー１０’で運ばれる。同様に、ガイドバー１０は、取り込みの際に、金型台車１をガイドによって先導する。取り込みの際は、取り外しと同様にガイドローラ９によって、金型台車１を、定置変位手段７によりトラバーススライド１２を介して平行移動させることができる。

図２〜５に、好ましい実施形態についての、製造ライン２への金型台車１の取り込みと、そこからの取り外しをそれぞれ段階的に示している。

取り外しの際は、最初に、楕円状搬送要素５の湾曲領域への入口において、定置変位手段７’により定置トラバーススライド１２’を介して、金型台車１ａを平行移動すなわち搬送方向に垂直な方向に並進シフトにさせる。切り離された金型台車１ａは、ストップ１３に沿って供給台車６ａから離れるように押される。グランドに固定されたガイドバー１０’は、台車１ａを真っ直ぐ前に誘導するように配置されている。台車１ａは、更なる処理のため、手動で更に移動させるか、または別の搬送ラインに引き継ぐことができる。

楕円状コンベアに金型台車を取り込む際は、最初に、取り込む必要のある金型台車１ｂを、ガイドバー１０に沿って、前の供給台車６ｂと、金型台車１ｂを引き受けることになる供給台車６ｃとの間に押し入れる。これは、湾曲部のランアウトにおいて、前の供給台車６ｂのストップ１３と、金型台車１ｂを引き受けることになる供給台車６ｃのストップ１３との間で、正しい位置に位置決めされる。定置変位手段７により、定置トラバーススライド１２を介して、取り込む必要のある金型台車１ｂを平行移動させ、このとき、クイックカップリング手段８によって、供給ラインは相手と接続される。

１ 金型台車
１ａ 金型台車
１ｂ 金型台車
２ 製造ライン
３ ローラ（ガイドローラ）
４ 静止グランド
５ 搬送要素（回転チェーン）
６ 供給台車
６ａ 供給台車
６ｂ 供給台車
６ｃ 供給台車
７ 変位手段
７’ 変位手段
８ 連結手段（クイックカップリング）
９ ガイド要素（ガイドローラ）
１０ ガイドバー
１０’ ガイドバー
１１ ライン
１２ 定置トラバーススライド
１２’ 定置トラバーススライド
１３ ストップ

Claims (10)

1. 多成分反応性プラスチック材料、特にポリウレタンから、成形部品を製造する方法であって、
   複数の金型が、金型台車（１）により、閉じた、好ましくは楕円状の製造ライン（２）に少なくとも一時的に沿って運ばれ、
   金型台車（１）が、ローラ（３）を備え、これによって静止グランド（４）上で動かされるステップと、
   閉じた製造ライン（２）に沿って複数の供給台車（６）が搬送要素（５）に配置され、供給台車（６）が、搬送要素（５）によって動かされるステップと、を有し、
   金型台車（１）を、空いている供給台車（６）に近づけて、これに連結させることで、金型台車（１）を製造ライン（２）に取り込み、このとき、金型台車（１）は、自身のローラ（３）によって静止グランド（４）上で動かされ、
   金型台車（１）と供給台車（６）とが連結された状態で、金型台車（１）を、供給台車（６）により誘導して動かすことで、製造ライン（２）に沿って移動させ、このとき、金型台車（１）は、自身のローラ（３）によって静止グランド（４）上で動かされ、
   金型台車（１）を、供給台車（６）から切り離し、製造ライン（２）から離すように動かすことで、製造ライン（２）から金型台車（１）を取り出し、このとき、金型台車（１）は、自身のローラ（３）によって静止グランド（４）上で動かされる
   ことを特徴とする方法。
2. 金型台車（１）が供給台車（６）に連結された状態において、供給台車（６）により、信号及び／またはエネルギーが金型台車（１）に供給される
   請求項１に記載の方法。
3. 製造ライン（２）が、直線部と円弧部とを有する好ましくは楕円状の閉路として構成される場合に、金型台車（１）は、直線部から円弧部への入口で、製造ライン（２）から取り外される
   請求項１または２に記載の方法。
4. 製造ライン（２）が、直線部と円弧部とを有する好ましくは楕円状の閉路として構成される場合に、金型台車（１）は、円弧部から直線部への入口で、製造ライン（２）に取り込まれる
   請求項１ないし３のいずれかに記載の方法。
5. 金型台車（１）は、最初に、製造ライン（２）における、または製造ライン内の、２つの供給台車（６）間の空き領域に動かされることによって製造ライン（２）に取り込まれ、その後、搬送方向で次に続く供給台車（６）によって、金型台車（１）は、金型台車（１）を受容する予定の供給台車（６）に押し載せられ、金型台車（１）は、金型台車（１）を受容する供給台車（６）との連結位置に同期させられる
   請求項４に記載の方法。
6. 供給台車（６）との金型台車（１）の連結及び切り離しは、金型台車（１）のシフト移動によって行われ、その移動は、供給台車（６）の移動方向に垂直な水平移動である
   請求項１ないし５のいずれかに記載の方法。
7. 供給台車（６）から切り離された金型台車（１）は、供給台車（６）の後に続く供給台車（６）によって、製造ライン（２）から押し出される
   請求項１ないし６のいずれかに記載の方法。
8. 多成分反応性プラスチック材料から、特にポリウレタンから成形部品を製造するための装置であって、
   特に請求項１ないし７のいずれかに記載の方法を実施するため、金型台車（１）上に配置される複数の金型と、閉じた好ましくは楕円状の製造ライン（２）であって、これに沿って金型台車（１）を移動させることができる製造ラインと、を備え、この装置は、
   金型台車（１）が、ローラ（３）を備え、これによって金型台車（１）は静止グランド（４）上を移動することができ、また、
   閉じた製造ライン（２）に沿って複数の供給台車（６）が搬送要素（５）に配置されていて、供給台車（６）を搬送要素（５）によって動かすことが可能であり、
   金型台車（１）は、取り外し可能に供給台車（６）と連結されるように構成されていて、
   変位手段（７）が配置されていて、これによって、供給台車（６）との金型台車（１）の連結または切り離しために、金型台車（１）を供給台車（６）の移動方向に垂直な水平方向に動かすことができる
   ことを特徴とする装置。
9. 金型台車（１）及び供給台車（６）に連結手段（８）を備え、これによって、供給台車（６）から金型台車（１）に信号及び／またはエネルギーを供給することが可能である
   請求項８に記載の装置。
10. 金型台車（１）は、静止グランド（４）に配置されたガイドバー（１０，１０’）に係合するように構成された少なくとも１つのガイド要素（９）を有し、これにより、金型台車（１）をガイドバー（１０，１０’）の方向に誘導する
    請求項８または９に記載の装置。

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