WO2006103179A1 - Slush-anlage zur herstellung von kunststoffhäuten - Google Patents

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WO2006103179A1
WO2006103179A1 PCT/EP2006/060779 EP2006060779W WO2006103179A1 WO 2006103179 A1 WO2006103179 A1 WO 2006103179A1 EP 2006060779 W EP2006060779 W EP 2006060779W WO 2006103179 A1 WO2006103179 A1 WO 2006103179A1
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WO
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galvano
slush
handling
mold
powder box
Prior art date
Application number
PCT/EP2006/060779
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English (en)
French (fr)
Inventor
Manfred Holzner
Robert Brunner
Wolfgang Frehsdorf
Original Assignee
Krauss-Maffei Kunststofftechnik Gmbh
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Filing date
Publication date
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Publication of WO2006103179A1 publication Critical patent/WO2006103179A1/de

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C33/00—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • B29C33/34—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor movable, e.g. to or from the moulding station
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C41/00—Shaping by coating a mould, core or other substrate, i.e. by depositing material and stripping-off the shaped article; Apparatus therefor
    • B29C41/02—Shaping by coating a mould, core or other substrate, i.e. by depositing material and stripping-off the shaped article; Apparatus therefor for making articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C41/18—Slush casting, i.e. pouring moulding material into a hollow mould with excess material being poured off

Definitions

  • the present invention relates to a slush plant for the production of plastic skins according to the preamble of claim 1.
  • Slush systems are known in the art in many embodiments.
  • a powder box in which a plastic raw material is received, for example, in powder or granular form, is brought together with a heated galvano mold (e.g., with a nickel surface) having a surface formed corresponding to a plastic skin to be made.
  • a heated galvano mold e.g., with a nickel surface
  • the starting material is distributed on the heated surface, where it melts, forming a corresponding to the surface shape formed thin layer or skin.
  • it may be withdrawn from the galvano mold and fed to another processing operation (e.g., backfoaming).
  • the heating and / or cooling of the Galvano mold can be done with heating fluids such as water or oil.
  • the Galvano mold can also be heated or cooled by means of hot air.
  • Another possibility is to heat the galvano mold in an oven, for example to a temperature of 26O 0 C.
  • manipulators which can perform a movement and transport of Galvano-form or slush tool on firmly presented paths (eg with rotations about one or more axes)
  • the transport of the Galvan-form from one to the next station can be done by a central or by several separate manipulators or other special conveyor technology.
  • the commercially available handling devices usually have two degrees of freedom for rotational sintering and are costly.
  • these handling devices offer only a low flexibility, whereby a special conveyor technology to exchange the powder boxes or to replace the Galvano forms is necessary.
  • Object of the present invention is to develop a slush system such that the variability can be increased overall and in return, however, the cost can be reduced.
  • Freely programmable robotic arms are commercially available in a variety of commercially available forms and are significantly less expensive than specially designed and manufactured conveyors.
  • the advantage of a freely programmable robot arm lies in the fact that motion sequences can be changed almost infinitely according to the needs or requirements.
  • the handling order that is to say whether a galvano mold is first fed to a first processing device or then to a second processing device, can also be changed and also designed to be free in time.
  • the first handling device is provided in the form of a freely programmable robot arm, in particular for handling the galvano mold.
  • a second handling device in the form of a freely programmable robot arm for handling the powder box (s). This is useful, for example, if the total weight of Galvano form and filled powder box exceeds the carrying capacity of a single robot arm.
  • the combination of two robotic arms makes it possible to trade the complete blast tool, consisting of the galvano form and a powder box. In this context, it should of course be ensured that the slush tool assembled from the galvano mold and the powder box can be moved in one unit and together in the defined manner (turning, pivoting, shaking, etc.). In this regard, the movements of the two robot arms must be coordinated accordingly. When using two robotic arms they can of course be constructed identical or with different design.
  • a tool coupling device is preferably provided both on the Galvno mold as well as on the powder box and on the robot arms.
  • the heating device and / or the cooling device are positioned around the first handling device in such a way that the galvano-form can be fed to and / or removed from the cooling as well as the heating devices by means of the first handling device. In this case, you need for the entire handling of the Galvano form only a single handling device.
  • At least two powder boxes are provided, so that a powder box can be filled, while a coating process takes place with another powder box.
  • a locking mechanism is provided either on the galvano mold or on a powder box or on both components. This locking mechanism results in a firm assembly of the two components of a slush tool before a coating process.
  • a slush system according to the invention can be composed very variable and modular according to the requirements of an operator.
  • at least two or more heating devices can be provided, which are operated by the first handling unit.
  • a post-gelling oven may be provided separately from the heater or heaters.
  • storage options for the electroforming mold or receiving devices for at least two powder boxes can be provided. It is advantageous if all devices to which the Galvano form is to be supplied in the course of a processing cycle, are accessible from the first handling unit.
  • the devices can be positioned substantially circularly around the handling device.
  • a shelf for the Galvano form forms the possibility of these in or out and thus replace it with another galvano form.
  • at least two or more powder boxes can be provided in a receiving device, from which the first handling device can remove the powder box.
  • the powder boxes can be filled, for example, with different materials or different colored materials, so that there are no limits whatsoever with regard to the material and color design of the molded hides to be produced. Overall, this significantly increases the variability of an existing system.
  • the present solution is superior to a conventional embodiment with manipulators not only in terms of degrees of freedom but also in terms of cost.
  • the programming of an arbitrarily complex motion sequence can be supported with the robot software.
  • the system is also future-proof and expandable without further ado.
  • FIG. 1 is a perspective, schematic representation of a slush system with two robot arms
  • FIG. 2 shows a schematic plan view of a slush system according to the invention with two freely programmable robot arms
  • FIG. 3 shows a perspective, schematic illustration of the plant from FIG. 2 and FIG. 4 shows another slush plant according to the present invention.
  • FIG. 1 shows a perspective view of part of a slush system according to the invention, which comprises a first handling unit 10 in the form of a freely programmable robot arm and a second handling unit 12 also in the form of a freely programmable robot arm.
  • the handling unit 10 has a coupling which cooperates with a connection part 17 of a Galvano mold 16 and enables the picking up and holding of the Galvano mold 16 on the robot arm.
  • a coupling is provided at the front end of the second handling unit 12, which allows a coupling with the corresponding counterpart of the powder boxes 14 'and 14 "In this way, the first handling unit can be coupled to the galvano mold 16 and correspondingly Since the robot arm 10 is freely programmable in terms of its range of motion, the galvano shape can be moved completely freely in the work area of the robot.
  • the second handling device with regard to the actuation of the powder boxes 14 'and Accordingly, the galvano mold 16 and the powder boxes 14 'and 14 ", respectively, can be assembled together and combined into a total flushing tool, this range of motion being defined by both robotic arms.
  • Fig. 1 Not shown in Fig. 1 are locking devices that contribute to forming a tightly assembled mold of galvano-shape and powder box. If both units are joined together and locked to the entire slush tool, they can also be moved jointly by a corresponding control of the two robot arms 10 and 12, that is, shaken, turned, pivoted, etc.
  • the robot arm selected is a device with a handling capacity of 500 kg, the range of which in the case of 5 axes is in the range of 2.3 m.
  • both the powder boxes 14' and 14 "as well as the heating and Nachgelierofen 20 and the cooling station 22 and the removal station 24 are arranged substantially on a circular path around the first robot arm 10 around.
  • a heating and Nachgelier worn example chest ovens with dimensions of 80 cm (width), 210 cm (depth) and 90 cm (height), known that have an indoor air circulation of 13,000 m 3 per hour with two horizontal linear air outlets .
  • the heating time to about 260 ° -300 ° C is in 14-15 min. given.
  • the maximum temperature is 300 ° C.
  • the heating power reaches about 90 kW.
  • the temperature uniformity is plus / minus 2%.
  • the galvano mold 16 is heated in the heating and subsequent gelling oven 20. If the galvano mold 16 has reached the corresponding temperature, it is removed from the heating and Nachgelierofen 20 by means of the robot arm 10 and brought a position in which a powder box (here 14 ") is supplied by means of the second robot arm. After interlocking Galvano-Form 16 and powder box 14 ", a corresponding, programmed turning, shaking and pivoting movement takes place, so that the starting material accumulates uniformly on the Galvano-Form surface, where it melts forms a closed plastic skin.
  • the galvano-form is fed by means of the robot arm to the heating and subsequent gelling oven 20 for further gelling.
  • the galvano-form is brought into the cooling device 22 by means of the robot arm 10 and, after cooling to a specific temperature, guided to the removal region. In the removal area, an operator can remove the plastic skin thus formed from the galvano mold 16 and the cycle is restarted.
  • the Galvano mold 16 can be separated from the robot arm 10, if necessary.
  • various galvano forms can be handled by the robot arm 10, whereby the various cycles of the various Galvano forms run into each other.
  • the advantage here is that a single robot arm 10 is sufficient for the handling and the operation of all Galvano forms and different processes can be selected.
  • a commercially available robot arm 10 allows cost-effective production of the entire system.
  • a robot arm can also provide a high degree of freedom of movement for the slush tool.
  • FIG. 4 A further embodiment of the invention is shown in Fig. 4, wherein the above-described principle is substantially maintained, the slush system has been significantly expanded.
  • a first robot arm 10 ' is located at the center of various devices to be described. Radially outside these devices, a second robot arm 12 'is provided, which is provided substantially for handling the powder boxes 54.
  • a separate post-gelation oven 40 is now arranged next to the heating zones 48, 50 and 52.
  • a cooling device 42 and a skin removal position 44 there is in turn a storage device 46 is provided for the introduction and removal of Galvano forms.
  • a galvano mold can be heated up (in this regard, a galvano mold is placed in the heating oven 52). There may be another galvano-form in the area of skin removal 44. At the same time, another Galvano-Form 56 in combination with a powder box can be coated straight. Due to the alternating operation, galvano molds can be heated, coated, cooled and molded skins removed from the galvano mold at the same time. Thus, the different operating times are used as optimally as possible in the respective facilities, and continue to handle the various Galvano forms only a single handling device in the form of a robot arm 10 'necessary.
  • the storage device 46 which may also be designed in the form of a shelf, is used for feeding and discharging different Galvano molds, for example, have different surfaces. So can be easily switched from one cycle to another cycle without interrupting production on different skin forms.
  • powder boxes (not shown) can be provided in a rack, all of which are accessible to the second robot arm 12 '.
  • The- The powder boxes may contain different materials (different colors, different materials) so that it is also possible to switch over with regard to the skin material at any time during the continuous production operation.
  • the present invention enables a particularly variable slush system, which can also be formed inexpensively by the use of commercially available robotic arm systems.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Moulding By Coating Moulds (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Slush-Anlage zur Herstellung von Kunststoffhäuten umfassend ein Slush-Werkzeug bestehend aus zumindest einer Galvano-Form (16, 56) und einem Pulverkasten (14', 14', 54), einer Heizeinrichtung (20, 48, 50, 52) zur Aufnahme zumindest einer Galvano-Form, einer Kühleinrichtung (22, 42) zur Aufnahme zumindest einer Galvano-Form (16, 56) und einer ersten Handlingseinrichtung (10, 10') zum Transport zumindest der Galvano-Form (16, 56). Zur Erhöhung der Einsatzvariabilität sowie zur Kostensenkung wird vorgeschlagen, dass die Handlingseinrichtung, insbesondere hinsichtlich seiner Bewegungsfreiheit, in Form eines frei programmierbaren Roboterarm (10, 10') realisiert ist.

Description

Titel
Slush-Anlage zur Herstellung von Kunststoffhäuten
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Slush-Anlage zur Herstellung von Kunststoffhäuten gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.
Slush-Anlagen sind im Stand der Technik in vielen Ausführungsformen bekannt. Gemäß einem Grundprinzip wird ein Pulverkasten, in dem ein Kunststoffausgangsmaterial beispielsweise in Pulver- oder Granulatform aufgenommen ist, mit einer beheizten Galvano-Form (z.B. mit einer Nickeloberfläche) zusammen gebracht, welche eine entsprechend einer herzustellenden Kunststoffhaut ausgebildete Oberfläche besitzt. Durch Drehen und Schwenken des aus der Galvano-Form und dem Pulverkasten kombinierten Slush-Werkzeugs wird das Ausgangsmaterial auf der beheizten Oberfläche verteilt, kommt dort zum Schmelzen und bildet so eine entsprechend der Oberflächenform ausgebildete dünne Schicht bzw. Haut. Nach einem etwaigen Ausgelieren in einem Ofen sowie Abkühlen der aufgebrachten Hautschicht kann diese nach dem Abnehmen des Pulverkastens von der Galvano-Form abgezogen und einem weiteren Bearbeitungsvorgang (z.B. Hinterschäumen) zugeführt werden.
Das Beheizen und/oder Kühlen der Galvano-Form kann dabei mit Heizfluiden wie Wasser oder Öl erfolgen. Alternativ kann die Galvano-Form auch mittels heißer Luft beheizt bzw. gekühlt werden. Eine weitere Möglichkeit besteht in der Aufheizung der Galvano-Form in einem Ofen, beispielsweise auf eine Temperatur von 26O0C.
Um einen möglichst hohen Grad einer Automatisierung zu realisieren, sind bereits Gesamtanlagen bekannt, bei denen ein Pulverkasten einer Galvano-Form zugeführt wird, das durch die Kombination dieser beiden Einheiten hergestellte Slush-Werkzeug mittels einer Vorrichtung gedreht wird, nach dem Lösen der Galvano-Form vom Pulverkasten die Galvano-Form einem Nachgel ierofen zugeführt wird und eine Entnahme der Kunststoffhaut von der Galvano-Form veranlasst wird.
Allerdings werden bislang zur Handhabung der Galvano-Form speziell konstruierte Einrichtungen, sogenannte Manipulatoren, verwendet, welche eine Bewegung und einen Transport der Galvano-Form bzw. des Slush-Werkzeuges auf fest vorgelegten Wegen (z.B. mit Rotationen um eine oder mehrere Achsen) durchführen können. Auch der Transport der Galvan-Form von einer zur nächsten Station kann -je nach Anlagentyp - durch einen zentralen oder auch durch mehrere separate Manipulatoren oder eine andere spezielle Fördertechnik geschehen.
Die marktüblichen Handhabungsgeräte besitzen in der Regel zwei Freiheitsgrade für das Rotationssintern und sind kostenaufwändig. Zudem bieten diese Handhabungsgeräte nur eine geringe Flexibilität, wodurch eine spezielle Fördertechnik zum Tausch der Pulverkästen oder zum Auswechseln der Galvano-Formen notwendig wird.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Slush-Anlage derart weiterzubilden, dass die Variabilität insgesamt erhöht werden kann und im Gegenzug dennoch die Kosten verminderbar sind.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass bei einer eingangs genannten Slush-Anlage die Handlingsvorrichtung, insbesondere hinsichtlich ihrer Bewegungsfreiheit, in Form eines frei programmierbaren Roboterarms (Industrieroboter) realisiert ist.
Frei programmierbare Roboterarme sind auf dem Markt in verschiedenen handelsüblichen Formen erhältlich und gegenüber speziell konstruierten und hergestellten Beförderungseinrichtungen deutlich kostengünstiger. Der Vorteil eines frei programmierbaren Roboterarms liegt aber auch darin, dass Bewegungsabläufe entsprechend den Notwendigkeiten oder Anforderungen nahezu grenzenlos geändert werden können.
So ist es möglich, dass die notwendige Verschwenk-, Rüttel- oder Drehbewegungen beim Aufbringen des Kunststoffpulvers oder des Kunststoffgranulats auf der Galvano- Formoberfläche entscheidend von der Gestaltung der Formoberfläche selbst, also bei- spielsweise von Hinterschnitten etc., abhängt. Überdies kann auch die Handlingsreihenfolge, ob also eine Galvano-Form zuerst einer ersten Bearbeitungseinrichtung oder dann einer zweiten Bearbeitungseinrichtung zugeführt wird, geändert und auch zeitlich frei gestaltet werden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die erste Handlingseinrichtung in Form eines frei programmierbaren Roboterarms, insbesondere zum Handling der Galvano-Form, vorgesehen. Alternativ kann auch eine zweite Handlingseinrichtung in Form eines frei programmierbaren Roboterarms zum Handling des oder der Pulverkästen vorgesehen sein. Dies ist beispielsweise dann sinnvoll, wenn das Gesamtgewicht aus Galvano- Form und befülltem Pulverkasten die Tragfähigkeit eines einzelnen Roboterarms übersteigt. Im Zusammenwirken von zwei Roboterarmen ist das Gesamtslush-Werkzeug, bestehend aus der Galvano-Form und einem Pulverkasten, handelbar. In diesem Zusammenhang sollte dann natürlich sichergestellt werden, dass das aus der Galvano- Form und dem Pulverkasten zusammengefügte Slush-Werkzeug in einer Einheit und gemeinsam in der definierten Weise (Drehen, Schwenken, Rütteln etc.) bewegt werden kann. Diesbezüglich müssen die Bewegungsabläufe der beiden Roboterarme entsprechend koordinierbar sein. Bei der Verwendung von zwei Robotarmen können diese natürlich baugleich oder mit unterschiedlicher Bauart ausgeführt sein.
Zur raschen Koppelung der Galvano-Form bzw. des Pulverkastens mit einem zugeordneten Roboterarm ist vorzugsweise jeweils eine Werkzeugkoppeleinrichtung sowohl an der Galvno-Form wie auch am Pulverkasten und an den Robotarmen vorgesehen.
Vorzugsweise sind die Heizeinrichtung und/oder die Kühleinrichtung derart um die erste Handlingseinrichtung positioniert, dass die Galvano-Form mittels der ersten Handlingseinrichtung der Kühl- wie auch der Heizeinrichtungen zuführbar und/oder aus diesen entnehmbar sind. In diesem Fall brauch man für das gesamte Handling der Galvano- Form lediglich eine einzige Handlingseinrichtung.
Gemäß einer weiteren vorzugsweisen Ausgestaltung der Erfindung sind zumindest zwei Pulverkästen vorgesehen, so dass ein Pulverkasten befüllt werden kann, während ein Beschichtungsvorgang mit einem anderen Pulverkasten stattfindet. Um eine Relatiwerschiebung zwischen einer Galvano-Form und einem Pulverkasten während eines Beschichtungsvorgangs zu vermeiden, ist es von Vorteil, wenn ein Verriegelungsmechanismus entweder an der Galvano-Form oder an einem Pulverkasten oder an beiden Bestandteilen vorgesehen ist. Dieser Verriegelungsmechanismus führt zu einem festen Zusammenfügen der beiden Bestandteile eines Slush-Werkzeugs vor einem Beschichtungsvorgang.
Natürlich kann eine erfindungsgemäße Slush-Anlage sehr variabel und bausteinartig entsprechend den Anforderungen eines Betreibers zusammengestellt werden. So können zumindest zwei oder mehr Heizseinrichtungen vorgesehen sein, die von der ersten Handlingseinheit bedient werden. Zusätzlich kann ein Nachgelierofen separat zu der oder den Heizeinrichtungen vorgesehen sein. Auch können Ablagemöglichkeiten für die Galvano-Form bzw. Aufnahmeeinrichtungen für zumindest zwei Pulverkästen vorgesehen sein. Dabei ist es von Vorteil, wenn alle Einrichtungen, denen die Galvano-Form im Laufe eines Bearbeitungszyklusses zugeführt werden soll, von der ersten Handlingseinheit erreichbar sind. Beispielsweise können die Einrichtungen im wesentlichen kreisförmig um die Handlingseinrichtung positioniert werden.
Dabei bildet eine Ablage für die Galvano-Form die Möglichkeit, diese ein- oder auszuschleusen und so gegen eine andere Galvano-Form zu ersetzen. Auf diese Art ist es ohne weiteres möglich, während des kontinuierlichen Betriebs der Anlage möglich, eine andere Form für eine zu erzeugende Kunststoffhaut zu wählen. In gleicher Weise können zumindest zwei oder mehrere Pulverkästen in einer Aufnahmeeinrichtung vorgesehen sein, von der die erste Handlingseinrichtung den Pulverkasten entnehmen kann. In diesem Fall können die Pulverkästen beispielsweise mit unterschiedlichen Materialien oder verschiedenfarbigen Materialien befüllt sein, so dass auch bezüglich der Material- und Farbgestaltung der herzustellenden Formhäute keinerlei Grenzen gesetzt sind. Insgesamt lässt sich damit die Variabilität einer bestehenden Anlage deutlich vergrößern.
So lassen Sie bei einer erfindungsgemäßen Anlage ohne weiteres Zwischenschritte, wie das Lackieren der Werkzeugoberfläche, einführen. Auch bedarf es für einen Wechsel des Pulverkastens keines weiteren baulichen Aufwandes. Genauso ist eine Ein- und Ausschleusen einer Galvano-Form ohne weitere möglich. Insgesamt ist die vorliegende Lösung einer konventionellen Ausführungsform mit Manipulatoren nicht nur bezüglich der Freiheitsgrade sondern auch bezüglich der Kosten überlegen. Dabei lässt sich die Programmierung eines beliebig komplexen Bewegungsablaufes mit der Robotsoftware unterstützen. Nicht zuletzt ist die Anlage auch zukunftssicher und ohne weitere erweiterbar.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend im Hinblich auf zwei Ausführungsbeispiele näher erläutert. Die Zeichnungen in:
Fig. 1 : eine perspektivische, schematische Darstellung einer Slush-Anlage mit zwei Roboterarmen,
Fig. 2: eine schematische Draufsicht auf einer erfindungsgemäße Slush-Anlage mit zwei frei programmierbaren Roboterarmen,
Fig. 3: eine perspektivische, schematische Darstellung der Anlage aus Fig. 2 und Fig. 4: eine weitere Slush-Anlage gemäß der vorliegenden Erfindung.
In Fig. 1 ist in perspektivischer Ansicht ein Teil einer erfindungsgemäßen Slush-Anlage dargestellt, die eine erste Handlingseinheit 10 in Form eines frei programmierbaren Roboterarms und eine zweite Handlingseinheit 12 ebenfalls in Form eines frei programmierbaren Roboterarms umfasst. Die Handlingseinheit 10 besitzt eine Kupplung, die mit einem Anschlussteil 17 einer Galvano-Form 16 zusammenwirkt und das Aufnehmen und Halten der Galvano-Form 16 am Robotarm ermöglicht.
In analoger Weise ist eine Kupplung am vorderen Ende der zweiten Handlingseinheit 12 vorgesehen, die eine Kopplung mit dem korrespondierenden Gegenstück der Pulverkästen 14' und 14" ermöglicht. Auf diese Art und Weise kann die erste Handlingseinheit an der Galvano-Form 16 ankuppeln und sich entsprechend bewegen. Da der Roboterarm 10 hinsichtlich seines Bewegungsspielraums frei programmierbar ist, kann die Galvano-Form im Arbeitsbereich des Roboters völlig frei bewegt werden. Gleiches gilt für die zweite Handlingseinrichtung hinsichtlich der Betätigung der Pulverkästen 14' und 14". Dem gemäß können die Galvano-Form 16 und die Pulverkästen 14' bzw. 14" auch entsprechend zusammengefügt und zu einem Gesamtslush-Werkzeug kombiniert werden, wobei dieser Bewegungsbereich durch beide Robotarme definiert ist.
Nicht in Fig. 1 dargestellt sind Verriegelungsvorrichtungen, die zum Bilden einer fest zusammengefügten Form aus Galvano-Form und Pulverkasten beiträgt. Sind beide Einheiten zu dem gesamten Slush-Werkzeug zusammengefügt und verriegelt, können sie auch gemeinsam durch eine entsprechende Steuerung der beiden Roboterarme 10 und 12 bewegt, also gerüttelt, gedreht, verschwenkt etc., werden. Als Roboterarm wird vorliegend ein Gerät mit einer Handhabungskapazität von 500 kg gewählt, dessen Reichweite bei 5 Achsen im Bereich von 2,3 m liegt.
In Fig. 2 ist nun neben den beiden Handlingseinrichtungen 10 und 12 sowie den Pulverkästen 14' und 14" und der Galvano-Form 16 noch ein Aufheiz- und Nachgelierofen 20, eine Kühlstation 22 sowie eine Entnahmestation 24 vorgesehen. Sowohl die Pulverkästen 14' und 14" wie auch der Aufheiz- und Nachgelierofen 20 sowie die Kühlstation 22 und die Entnahmestation 24 sind im wesentlichen auf einer Kreisbahn um den ersten Roboterarm 10 herum angeordnet. Für eine Aufheiz- und Nachgeliereinrichtung sind beispielsweise Truhenöfen mit Maßen von 80 cm (Breite), 210 cm (Tiefe) und 90 cm (Höhe), bekannt, die eine Luftumwälzung im Innenraum von 13.000 m3 pro Stunde bei zwei horizontalen, linearen Luftauslässen besitzen. Die Aufheizzeit auf ca. 260°-300°C ist in 14-15 min. gegeben. Die Maximaltemperatur liegt bei 3000C. Die Heizleistung erreicht etwa 90 kW. Die Temperaturgleichmäßigkeit liegt bei plus/minus 2 %.
Beim Betrieb der Slushanlage gemäß Fig. 2 wird zumindest eine Pulverform 14' oder 14" mit dem entsprechenden Ausgangsmaterial beschickt. Gleichzeitig wird die Galvano-Form 16 in dem Aufheiz- und Nachgelierofen 20 aufgeheizt. Hat die Galvano-Form 16 die entsprechende Temperatur erreicht, wird sie aus dem Aufheiz- und Nachgelierofen 20 mittels des Roboterarms 10 entnommen und eine Position gebracht, in der ein Pulverkasten (hier 14") mittels des zweiten Roboterarms zugeführt wird. Nach dem Verriegeln von Galvano-Form 16 und Pulverkasten 14" erfolgt eine entsprechende, programmierte Dreh-, Schüttel- und Schwenkbewegung, so dass sich das Ausgangsmaterial gleichmäßig auf der Galvano-Form-Oberfläche anlagert, und dort unter Schmelzen eine geschlossene Kunststoffhaut ausbildet. Nach dem entsprechend programmierbaren Bewegungsablauf erfolgt eine Entriegelung von Galvano-Form und Pulverkasten 14' und der Pulverkasten kann abgesetzt oder neu beschickt werden. Gleichzeitig wird die Galvano-Form mittels des Roboterarms dem Aufheiz- und Nachgelierofen 20 zum weiteren Ausgelieren zugeführt. In Anschluss daran wird die Galvano-Form mittels des Roboterarms 10 in die Kühleinrichtung 22 verbracht und nach Abkühlen auf eine bestimmte Temperatur zum Entnahmebereich geführt. Im Entnahmebereich kann ein Bediener die so gebildete Kunststoffhaut von der Galvano-Form 16 abnehmen und der Zyklus wird von neuem gestartet.
Wichtig bei dieser Betriebsweise ist ein synchroner und koordinierter Betrieb der beiden Roboterarme 10 und 12, so dass Galvano-Form und Pulverkasten kombiniert bewegt werden können. Sollte es die Tragfähigkeit des Roboterarms 10 ermöglichen, könnte die Kombination von Galvano-Form 16 und Pulverkasten 14', 14" auch über nur einen einzigen Roboterarm 10 erfolgen. Diesbezüglich müsste die Tragfähigkeit des Roboterarms vorliegend aber mit zumindest 1000 kg gewährleistet sein.
Sowohl im Aufheiz- bzw. Nachgelierofen 20 wie auch in der Kühlstation 22 kann die Galvano-Form 16 vom Roboterarm 10 getrennt werden, falls dies erforderlich ist. So können verschiedene Galvano-Formen vom Roboterarm 10 gehandhabt werden, wodurch die verschiedenen Zyklen der verschiedenen Galvano-Formen ineinander verlaufen. Vorteilhaft hier ist, dass ein einziger Roboterarm 10 für das Handling und die Betätigung sämtlicher Galvano-Formen ausreichend ist und unterschiedliche Abläufe gewählt werden können.
Überdies ermöglicht die Verwendung eines marktüblichen Roboterarms 10 eine kostengünstige Herstellung der Gesamtanlage. Zudem lässt sich mit einem solchen Roboterarm auch eine hohe Bewegungsfreiheit für das Slush-Werkzeug schaffen.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 4 dargestellt, wobei das vorgehend beschriebene Prinzip im wesentlichen beibehalten ist, die Slush-Anlage jedoch deutlich ausgebaut wurde. Nunmehr ist ein erster Roboterarm 10' im Zentrum von verschiedenen, noch zu beschreibenden Einrichtungen angeordnet. Radial außerhalb dieser Einrichtungen ist ein zweiter Roboterarm 12' vorgesehen, der im wesentlichen zum Handling der Pulverkästen 54 vorgesehen ist. Bei der Slush-Anlage gemäß Fig. 4 ist nunmehr ein separater Nachgelierofen 40 neben den Aufheizhöfen 48, 50 und 52 angeordnet. Überdies gibt es wiederum eine Kühleinrichtung 42 sowie eine Hautentnahmeposition 44. Zusätzlich zum Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 2 und 3 ist nunmehr eine Ablageeinrichtung 46 zum Ein- und Ausschleusen von Galvano-Formen vorgesehen.
Die Beschickung der Galvano-Form mittels eines Ausgangsmaterials durch die Kombination von Galvano-Form 56 und Pulverkasten 54 geschieht analog zu der Ausführungsform in den Figuren 2 und 3. Diesbezüglich wird auf diese Ausführung verwiesen.
Allerdings ermöglicht die Ausführungsform einer Slush-Anlage gemäß Fig. 4 einen stärker ineinander verzahnten Betrieb einer Mehrzahl von Galvano-Formen. So kann eine Galvano-Form gerade aufgeheizt werden (diesbezüglich ist eine Galvano-Form in dem Aufheizofen 52 angeordnet). Es kann sich eine weitere Galvano-Form im Bereich der Hautentnahme 44 befinden. Gleichzeitig kann eine weitere Galvano-Form 56 in Kombination mit einem Pulverkasten gerade beschichtet werden. Durch den wechselweisen Betrieb können so gleichzeitig Galvano-Formen aufgeheizt, beschichtet, gekühlt und Formhäute von der Galvano-Form entnommen werden. Damit werden die verschiedenen Betriebszeiten in den jeweiligen Einrichtungen möglichst optimal genutzt, und auch weiterhin ist zum Handling der verschiedenen Galvano-Formen nur eine einzige Handlingseinrichtung in Form eines Roboterarms 10' notwendig.
Die Ablageeinrichtung 46, welche auch in Form eines Regals ausgeführt sein kann, dient zum Ein- und Ausschleusen verschiedener Galvano-Formen, die beispielsweise unterschiedliche Oberflächen aufweisen. So kann ohne weiteres von einem Zyklus zum anderen Zyklus ohne Produktionsunterbrechung auf verschiedene Hautformen umgeschaltet werden.
In gleicher Weise können Pulverkästen (nicht dargestellt) in einem Regal vorgesehen werden, welche allesamt gegenüber dem zweiten Roboterarm 12' zugänglich sind. Die- se Pulverkästen können unterschiedliches Material (verschiedene Farben, verschiedene Materialien) beinhalten, so dass auch bezüglich des Hautmaterials während des kontinuierlichen Produktionsbetriebs jederzeit umgeschaltet werden kann.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht eine besonders variable Slush-Anlage, die durch den Einsatz marktüblicher Roboterarmsysteme auch kostengünstig ausgebildet werden kann.
Bezugszeichenliste
, 10' Erster Roboterarm , 12' Zweiter Roboterarm ', 14" Pulverkasten
Kupplung für Pulverkasten
Galvano-Form
Kupplung für Galvano-Form
Aufheiz- und Nachgelierofen
Abkühlstation
Entnahmestelle für Bediener
Nachgelierofen
Abkühlstation
Hautentnahmegestell
Galvano-Form Ablage
Aufheizofen 1
Aufheizofen 2
Aufheizofen 3
Pulverkasten
Galvano-Form

Claims

Patentansprüche
1. Slush-Anlage zur Herstellung von Kunststoffhäuten umfassend ein Slush-Werkzeug bestehend aus zumindest einer Galvano-Form (16, 56) und einem Pulverkasten (14', 14", 54), einer Heizeinrichtung (20, 48, 50, 52) zur Aufnahme zumindest einer Galvano-Form, einer Kühleinrichtung (22, 42) zur Aufnahme zumindest einer Galvano-Form (16, 56) und einer ersten Handlingseinrichtung (10, 10') zum Transport zumindest der Galvano-Form (16, 56), dadurch gekennzeichnet, dass die erste Handlingseinrichtung, insbesondere hinsichtlich ihrer Bewegungsfreiheit, als frei programmierbarer Roboterarm (10, 10') realisiert ist.
2. Slush-Anlage nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die erste Handlingseinrichtung (10, 10') zum Handling der Galvano-Form (16, 56) vorgesehen ist.
3. Slush-Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Handlingseinrichtung (12, 12'), insbesondere hinsichtlich ihrer Bewegungsfreiheit, in Form eines frei programmierbaren Roboterarms zum Handling von Pulverkästen (14', 14", 54) vorgesehen ist.
4. Slush-Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung (20, 48, 50, 52) und/oder die Kühleinrichtung (22, 42) derart um die erste Handlingseinrichtung (10, 10') positioniert sind, dass die Galvano-Form (16, 56) mittels der ersten Handlingseinrichtung (10, 10') den Heiz- und Kühleinrichtungen zuführbar und/oder entnehmbar sind.
5. Slush-Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Pulverkästen (14', 14", 54) vorgesehen sind.
6. Slush-Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verriegelungsmechanismus an der Galvano-Form (16, 56) und/oder dem Pulverkasten (14', 14", 54) vorgesehen ist, um die Galvano-Form (16, 56) fest mit dem Pulverkasten (14', 14", 56) zusammenzufügen.
7. Slush-Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während des Beschichtungsvorganges einer beheizten Galvano-Form (16, 56) die Galvano-Form (16, 56) von der ersten Handlingseinheit (10, 10') gehalten ist und der Pulverkasten (14', 14", 54) von der zweiten Handlingseinheit (12, 12') gehalten ist, wobei die erste und zweite Handlingseinheit (10, 10'; 12, 12') derart ausgebildet sind, dass die insbesondere verriegelte Kombination von Galvano- Form (16, 56) und Pulverkasten (14', 14", 54) gemeinsam eine vordefinierte Bewegung durchführen.
8. Slush-Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Heizeinrichtungen (48, 50, 52) vorgesehen sind, die von der ersten Handlingseinheit (10, 10') erreichbar sind.
9. Slush-Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Nachgelierofen (40) separat zu der oder den Heizeinrichtungen (48, 50, 52) vorgesehen ist.
10. Slush-Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung (46) zur Ablage der Galvano-Form (56) vorgesehen ist, die von der ersten Handlingseinheit (10') erreichbar ist.
11. Slush-Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Aufnahmeeinrichtung für zumindest zwei Pulverkästen vorgesehen ist.
12. Slush-Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtungen, welche von der ersten Handlingseinheit (10, 10') erreichbar sind, im wesentlichen kreisförmig um diese Handlingseinheit (10, 10') positioniert sind.
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