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Die
Erfindung betrifft ein Führungssystem
für ein
extern betätigtes
Teil einer Schließeinheit,
insbesondere für
Werkzeugaufnahmen einer Schließeinheit.
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Aus
der
US 4,768,946 A ist
eine Formschließeinrichtung
bekannt, bei der eine bewegliche Formaufspannplatte durch Bewegen
einer Rampe geschlossen und ein Schließdruck aufgebracht wird. Der
Schließvorgang
erfolgt durch Abrollen einer Rolle der beweglichen Formaufspannplatte
auf der Rampe.
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In
der
DE 101 47 191
A1 ist eine Vorrichtung zur Herstellung von Werkstücken beschrieben,
bei der eine Transfereinrichtung in Form eines Drehtisches verwendet
ist. Mittels des Drehtisches kann ein Werkstück einer Formeinheit zugeführt bzw.
von dort entnommen werden.
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Die
DE 28 38 079 A1 beschreibt
eine Station zum Füllen
von geschlossenen Formen mit schäumbarem
Kunststoffmaterial. Bei dieser Station ist ein Mischkopf mit einem
ersten und einem zweiten Antrieb vorgesehen, wobei der Mischkopf,
der erste und der zweite Antrieb auf einem Schlitten aufgenommen sind,
der längs
eines Abschnittes des Förderweges parallel
zum Förderweg
geführt
und über
eine schaltbare Mitnehmerverbindung mit der zu füllenden Form koppelbar ist.
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In
der
DE 30 11 200 A1 ist
eine Vorrichtung zum Herstellen von Formlingen aus Kunststoff oder Gummi
offenbart. Dabei weist eine Formstation zumindest eine Form auf,
welche aus mehreren Formteilen, beispielsweise einer Ober- und einer
Unterform, besteht. Die Formteile sind in Schließstellung durch elastisch verformte
Bauteile gegeneinander verspannt.
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Im
Folgenden beziehen wir uns auf eine Schließeinheit für eine Kunststoff verarbeitende
Maschine mit zumindest einer Werkzeugaufnahme in der ein Werkzeug,
auch Form oder Formhälfte
genannt, gehalten ist. Es ist jedoch ausdrücklich zu betonen, dass die
vorliegende Erfindung auch für
andere, extern betätigte
Teile von Schließeinheiten
anwendbar ist.
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Bei
Schließeinheiten
von Kunststoff verarbeitenden Maschinen wie Polyurethananlagen gibt es
in der Regel zwei Werkzeugaufnahmen, welche zum Schließen und Öffnen der
Schließeinheit
und damit zugleich der darin angeordneten Form bewegbar sind. In
diesem Zusammenhang wird beispielsweise auf die
DE 101 52 392 C1 verwiesen,
in der eine Schließeinheit
für eine
Kunststoffmaschine beschrieben ist. Die dort dargestellte Schließeinheit umfasst
eine untere Werkzeugaufnahme und eine obere Werkzeugaufnahme, die
jeweils um eine gemeinsame Achse verschwenkbar sind. Die untere Werkzeugaufnahme
wird während
des Betriebes der gesamten Schließeinheit zwischen zwei Positionen hin-
und herbewegt werden, nämlich
einer unteren Position, in der Formelemente in eine Form eingelegt werden
oder Formteile aus der Form entnommen werden können, und einer oberen Position,
in der das Ausgangsmaterial eingebracht wird und ein Schließen der
Schließeinheit
insgesamt stattfindet, um die Schaumkomponenten reagieren zu lassen.
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In
der
DE 101 52 392
C1 selbst sind die Schließeinheiten für sich fest
an einem Ort angeordnet, lediglich die Werkzeugaufnahmen sind schwenkbar
befestigt.
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Es
ist jedoch bekannt, beispielsweise mehrere Schließeinheiten
auf einem Drehteller anzuordnen, wobei beim Betrieb des Drehtellers
die einzelnen Schließeinheiten
nacheinander die gleichen Arbeitsschritte durchlaufen. Beispielsweise
kann in einer geöffneten
Schließeinheit
ein Ausgangsmaterial eingebracht werden. Gleichzeitig findet in
anderen Schließeinheiten
die Reaktion statt. Bei einer anderen Schließeinheit wiederum kann gleichzeitig
ein fertiggestelltes Formteil entnommen werden. Bei der Verwendung
solcher Vorrichtungen ist es – ebenso wie
bei der
DE 101 52
392 C2 notwendig, die verschiedenen Teile der Schließeinheit
in vorgegebener Weise zu betätigen,
insbesondere zu verschwenken.
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Eine
an sich bekannte Methode zur externen Betätigung einer Werkzeugaufnahme
ist die Verwendung einer Führungskulisse,
wobei an einem von extern (d.h. von außerhalb der Schließeinrichtung)
zu betätigenden
Teil einer Schließeinrichtung,
beispielsweise an der unteren Werkzeugaufnahme, eine Laufrolle angeordnet
ist, welche auf einer Unterstützungskonstruktion
abläuft.
Als Unterstützungskonstruktion
wird herkömmlicher
Weise eine Schienenanordnung verwendet, deren jeweilige Höhe über beispielsweise
einem Drehabschnitt des Drehtisches derart konstruiert ist, dass
durch Auflage und Abrollen der an dem extern zu betätigenden
Teil montierten Laufrolle, dessen Verschwenkposition eingestellt werden
kann. Konkret umfasst die Unterstützungskonstruktion beispielsweise
zwei Rampenabschnitte, nämlich
eine nach oben führende
Rampe und eine nach unten führende
Rampe sowie einen dazwischen angeordneten Schienenteil mit konstanter
Höhe. Erreicht
nun die Laufrolle des extern zu betätigenden Teils die nach oben
führende
Rampe, so wird dieser Teil der Schließeinheit durch Abrollen der Laufrolle
auf diesem Unterstützungsabschnitt
beispielsweise in eine obere Position angehoben und verbleibt dort
so lange, wie die Laufrolle auf dem weiteren Schienenabschnitt mit
konstanter Höhe
abrollt. Beim abschließenden
Abrollen der Laufrolle auf der nach unten führenden Rampe wird der extern
zu betätigende
Teil durch Eigengewicht nach unten bewegt, wo er schließlich durch
einen Anschlag in einer vordefinierten Position zum Stehen kommt.
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Die
Verwendung solcher starrer Schienen für Unterstützungskonstruktionen hat jedoch
den Nachteil, dass bei ungenauer Justierung durch Relativbewegung
von Laufrolle und Schiene ein hoher Verschleiß in Folge von Reibung auftritt. Überdies
hat sich die passgenaue Herstellung solcher Schienensysteme als
aufwendig und kompliziert erwiesen. Aufwendig ist ebenso der Austausch
bestimmter Schienenabschnitte.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, bei einem Führungssystem der vorgenannten
Art zumindest auf Teilabschnitten den Verschleiß zu minimieren und einen leichten
Austausch sicherzustellen.
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Diese
Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst.
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Demgemäß liegt
ein wesentlicher Gedanke der Erfindung darin, dass zumindest ein
Abschnitt der Unterstützungskonstruktion
eine frei bewegbare Stützrolle
umfasst, deren jeweilige Achse im wesentlichen parallel oder tangential
zur Bewegungsrichtung der Schließeinheit bzw. der Laufrolle
an der Schließeinheit
angeordnet ist. Durch diese konstruktive Ausgestaltung tritt auch
bei einer Verschiebung des Auflagepunktes der Laufrolle an der Unterstützungskonstruktion
keine Gleitreibung auf, da die Stützrolle bei einer solchen Verschiebung
des Auflagepunktes in der jeweiligen Weise gedreht wird und die
Laufrolle dadurch in ihrer axialen Richtung auf der Stützrolle
abrollt. Durch die Vermeidung einer Gleitreibung kann der Verschleiß auf dem
erfindungsgemäß ausgebildeten
Abschnitt der Unterstützungskonstruktion
signifikant vermindert werden. Damit ist eine externe Betätigung der
Werkzeugaufnahme auch bei Fluchtfehlern und radialen Abweichungen der
Unterstützungskonstruktion
ohne Reibverschleiß möglich.
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Überdies
wird die Laufrolle des extern zu betätigenden Teils nicht nur an
einer Stelle oder Linie beaufschlagt. Vielmehr wandert die Berührungslinie über einen
signifikanten Teil der Rollenbreite. Auch die Stützrollen der Unterstützungskonstruktion
können
nach einer statistischen Verteilung auf dem gesamten Umfang befahren
werden. Dagegen würde es
bei einem starren Rohr nur immer eine Berührungslinie mit der Laufrolle
geben.
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Insgesamt
kann einminimierter Verschleiß durch
eine automatische Anpassung an das Abrollverhalten, eine Kompensierung
von Fertigungs- und Montagetoleranzen und ein erleichterter Austausch von
Teilabschnitten der Unterstützungskonstruktion ohne
zusätzliche
Anpassungsarbeiten gewährleistet werden.
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Natürlich können in
dem Abschnitt der Unterkonstruktion, der zumindest eine frei bewegbare Stützrolle
umfasst, auch mehrere Stützrollen
vorgesehen sein. In diesem Fall sollten sich die Stützrollen in
ihrer axialen Erstreckung derart überlappen, dass ein stetiger Übergang
der Laufrolle von einer Stützrolle
zur nächsten
Stützrolle
gegeben ist.
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Bei
einer vorzugsweisen Ausführungsform der
Erfindung werden nach oben oder nach unten führende Rampen durch die Abschnitte,
welche die frei bewegbaren Stützrollen
umfassen, gebildet. Gerade diese Teile der Unterkonstruktion sind
zum einen besonders belastet. Zum anderen bedürfen diese Abschnitte bei Verwendung
einer Schiene einer besonderen Aufmerksamkeit hinsichtlich der präzisen Ausrichtung
und Konstruktion. Im Falle der Verwendung einer Stützrolle
bei einer Rampe, muss deren Achse gegenüber der Bewegungsrichtung natürlich einen
gewissen Winkel nach oben bzw. unten bilden, so dass ein Anheben
oder Absenken der Werkzeugaufnahme möglich ist.
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Es
ist nicht unbedingt erforderlich, die gesamte Unterstützungskonstruktion
mittels der Stützrollen
darzustellen. Es können
auch Abschnitte durch die bisher übliche Laufschiene gebildet
werden. Insbesondere eignet sich die Verwendung einer Laufschiene
an solchen Stellen, die leicht zu justieren sind und wenig belastet
werden, so dass an sich schon wenig Reibverschleiß auftritt.
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Auch
muss die Position des extern zu bedienenden Teils nicht fortwährend durch
das Zusammenspiel der Laufrolle mit der Unterstützungskonstruktion definiert
sein. Beispielsweise ist es möglich, eine
untere Position des extern zu betätigenden Teils durch einen
Anschlag dieses Teils an einem weiteren Rahmenelement des Schließelements
selbst herbeizuführen.
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Bei
einer besonders bevorzugten Ausführungsform
ist zumindest eine Schließeinheit
auf einem Drehtisch angeordnet. Natürlich können auch mehrere Schließeinheiten
(z.B. 12 Stück)
auf dem Drehtisch in jeweils gleichem radialen Abstand vom Zentrum
des Drehtisches vorgesehen sein. Der Drehtisch kann bei dem Betrieb
der Schließeinheit betätigt werden,
so dass sich die einzelnen Schließeinheiten auf einer Kreislinie
fortbewegen. Die Rolle bewegt sich beim Schwenken des extern zu
bedienenden Teils auf einer Thorus-Mantellinie. Bei der Verwendung
eines Drehtisches sollte die Unterstützungskonstruktion teilkreismäßig angeordnet
und dem Drehpunkt zugeordnet sein. Sie kann vorzugsweise eine nach
oben führende
Rampe, die mittels der Stützrollen
realisiert wurde, einen Abschnitt mit einer Laufschiene und eine
nach unten führende Rampe,
die ebenfalls mit Stützrollen
realisiert wurde, umfassen.
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Natürlich lässt sich
die Erfindung auch bei Ovalanlagen einsetzen, bei denen eine kreisförmige oder
lineare Bewegung der Schließeinheiten
stattfindet.
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Nachfolgend
wird die vorliegende Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die
beigefügten
Zeichnungen näher
beschrieben. Die Zeichnungen zeigen in:
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1: eine stark schematisierte
Seitenansicht einer Rundtischanlage mit mehreren Schließeinheiten
und einem Führungssystem
gemäß der vorliegenden
Erfindung,
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2: ein Rundtischsystem gemäß 1 in Draufsicht, wobei der
Rundtisch nur z. T. dargestellt ist,
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3: ein Kreissegmentausschnitt
aus 2 mit einer Detailzeichnung
einer Rampe des erfindungsgemäßen Führungssystems,
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4: einen Ausschnitt der
schematischen Darstellung nach 1 mit
der Rampe des erfindungsgemäßen Führungssystems
und
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5: einen Ausschnitt eines
weiteren Teils des Rundtisches gemäß 1.
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Die
vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand eines Rundtischsystems
für PUR-Anlagen (Polyurethan-Anlagen)
näher erläutert. Allerdings
ist die Erfindung nicht auf dieses System beschränkt.
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Mehrere
Schließeinheiten 12 einer
weiter nicht näher
dargestellten PUR-Anlage (in 1 2 Stück, in 2 3 Stück) sind auf einem Drehtisch 20 im
wesentlichen mit gleichem radialen Abstand zu dessen Zentrum sowie
winkelversetzt gegeneinander fest angeordnet. Jede Schließeinheit 12 umfasst eine
untere Werkzeugaufnahme 14 und eine obere Werkzeugaufnahme 12,
welche beide um eine gemeinsame Gelenkachse 18 nach oben
und unten verschwenkt werden können.
Durch die Verschwenkung der unteren und oberen Werkzeugaufnahme 14, 18 kann
die Schließeinheit
insgesamt geschlossen oder geöffnet
werden. Dadurch sind die Werkzeugaufnahmen in eine Lage zu verbringen,
dass in ergonomisch günstiger
Weise Formelemente eingelegt oder fertige Formprodukte aus einer
Form entnommen werden können.
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Die
vorliegende Erfindung befasst sich lediglich mit der Verschwenkung
der unteren Werkzeugaufnahme 14. Auf den Verschwenkmechanismus
für die
obere Werkzeugaufnahme 12 wird vorliegend nicht näher eingegangen.
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Die
untere Werkzeugaufnahme 14 besitzt einen bezüglich der
Drehtischerstreckung radial nach außen vorstehenden Arm, an dessen äußerem Ende eine
Laufrolle 24 angeordnet ist. Die Drehachse der Laufrolle 24 stimmt
im wesentlichen mit der radialen Richtung des Drehtisches überein,
kann aber durch die außermittige
Anordnung geringfügig
davon abweichen.
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Jede
Laufrolle 24 einer Schließeinheit läuft auf einer Unterstützungskonstruktion
ab, die vorliegend aus zwei Rampen 30 sowie einer Laufschiene 26 besteht.
Die beiden Rampen 30 sowie die Laufschiene 26 erstrecken
sich im wesentlichen kreissegmentförmig über einen Teil des äußeren Umfangs des
Drehtisches 20. Die Laufschiene 26 ist von einer Vielzahl
von Stützen 28 gehalten,
von denen in den 1 und 2 nur jeweils eine mit einem
Bezugszeichen versehen ist. Die Laufschiene 26 verläuft – wie aus 1 erkennbar – in konstanter
Höhe.
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An
beiden Enden der Laufschiene 26 sind jeweils zwei Rampen 30 vorgesehen,
die jeweils drei Ständer 32 umfassen,
wie in dem aus 2 heraus gezeichneten
Segment 42 der 3 näher zu erkennen
ist. Jeder Ständer 32 umfasst
einen Ständerfuß 34,
der auf dem Boden radial außerhalb
des Drehtisches montiert ist, ein darauf angeordnetes Ständerbein 36,
einen an dem oberen Ende des Ständerbeins 36 angeordneten
Ständerarm 38 sowie
eine an dem inneren Ende des Ständerarmes 38 angeordnete
Stützrolle 40.
Die Stützrolle 40 ist
zu beiden Seiten in Lagern des Ständerarms 38 gehalten
und um eine Drehachse frei drehbar. Die Drehachse erstreckt sich vorliegend
im wesentlichen tangential zur Drehrichtung D (s. Pfeil D in 2) des Drehtisches 20 und ist
bezüglich
der Drehbewegung nach oben bzw. unten geneigt.
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Im
Folgenden ist der Ablauf beim Betrieb des Drehtisches erläutert.
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Der
Drehtisch wird in Pfeilrichtung D (2) zusammen
mit den darauf montierten Schließeinheiten 12 gedreht
. Erreicht die Laufrolle 24 einer Schließeinheit
die in 2 auf der linken
Seite dargestellte Rampe 30, so läuft sie auf den drei Stützrollen 40 nacheinander
ab, und zwar nach oben. Um die Stetigkeit des Abrollvorgangs zu
gewährleisten, überlappen
sich die Enden der Stützrollen 40 in
axialer Richtung, so dass an einem Ende einer Stützrolle die Laufrolle 24 gleichzeitig
auch auf einer zweiten Stützrolle
zu liegen kommt. Nachdem die Laufrolle 24 einer unteren
Werkzeugaufnahme 14 die Stützrollen durchlaufen hat und – zusammen
mit der Werkzeugaufnahme 14 – bis auf ein oberes Niveau
befördert wurde,
läuft sie
auf der Schiene 26 bis zu deren Ende. Durch das Durchlaufen
der Rampe 30 wird die untere Werkzeugaufnahme von einer
unteren Position auf eine obere Position angehoben. Die untere Werkzeugaufnahme 14 verbleibt
dann auf der oberen Position, so lang die Laufrolle 24 auf
der Schiene 26 abläuft.
Läuft die
Laufrolle 24 dann in entgegen gesetzter Weise zur ersten
Rampe auf der in 2 rechts
dargestellten zweiten Rampe ab, so wird die untere Werkzeugaufnahme 14 wieder
nach unten bewegt. In gleicher Weise wie bei der ersten Rampe läuft dabei
die Laufrolle 24 auf drei nacheinander und überlappend
ausgeführten
Stützrollen 40 ab.
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Die
untere Position der Werkzeugaufnahme 14 wird dadurch definiert,
dass der Rahmen der Werkzeugaufnahme an einem Anschlag 44 zu
liegen kommt. In dieser Position ist die Laufrolle 24 ohne Funktion.
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Aus 4 ist nochmals die durch
die drei Stützrollen 40 gebildete
Rampe zu erkennen. Die Laufrolle 24 ist nicht genau zu
erkennen. Sie läuft
jedoch immer auf einer der Stützrollen 40 ab.
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In 5 ist zu erkennen, wie die
Laufrolle 24 auf der Schiene 26 abläuft und
dabei die untere Werkzeugaufnahme in der oberen Position hält.
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Durch
die Verwendung der Stützrollen 40 im Rampenbereich
wird eine Gleitbewegung der Laufrolle 24 auf einer Schiene
und damit eine übermäßige Abnutzung
vermieden. Vielmehr drehen sich die Stützrollen 40 in der
einen oder anderen Richtung (im wesentlichen in Axialrichtung der
Laufrolle 24), je nach dem, ob der Auflagepunkt zur Laufrolle 24 nach innen
oder außen
wandert.
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Durch
das axiale Verändern
des Auflagepunktes an der Laufrolle 24 wird diese nicht
nur an einer Stelle beaufschlagt. Vielmehr wandert die Berührungslinie
auf der Rollenbreite, beispielsweise auf 70 % der Rollenbreite,
was ebenfalls zu einer Minimierung des Verschleißes beiträgt.
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Die
einzelnen Ständer 32,
welche die Stützrollen 40 an
deren oberen, inneren Ende aufweisen, müssen daher nicht unbedingt
genau ausgerichtet sein, um einen Verschleiß durch Gleitreibung zu minimieren.
Durch die freie Drehbarkeit der Stützrollen, kann die Gleitreibung
auch bei nicht exakt ausgerichteten Stützrollen ohne Weiteres klein
gehalten werden. Überdies
eignet sich die Verwendung mehrerer Ständer mit Stützrollen für einen leichten und kostengünstigen
Austausch. Es muss jeweils nur die Stützrolle ausgetauscht werden,
welche nach einer langen Laufdauer eine gewisse Abnutzungserscheinung zeigt.
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Natürlich könnten übrige Teile
der Unterstützungskonstruktion
ebenfalls mit Rollen realisiert werden. Jedoch kann die Laufschiene
in dem Bereich konstanter Höhe
mit einer besseren Toleranzgenauigkeit und mit einer breiteren Lauffläche gefertigt
werden, so dass hier nicht unbedingt die Verwendung von Stützrollen
notwendig ist.
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Insgesamt
ermöglicht
die Erfindung die Vermeidung einer übermäßigen Abnutzung, eine leichtere
Justierung, die Kompensierung von Fertigungs- und Montagetoleranzen
sowie einen erleichterten Austausch von Teilabschnitten. Auch gestattet
es die Erfindung, die Laufrollenachsen so anzuordnen, dass die Berührtangente
nicht durch den Drehpunkt der Schließeinheit geht.
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- 10
- Rundtischsystem
mit Schließeinheiten
- 12
- Schließeinheit
- 14
- Untere
Werkzeugaufnahme
- 16
- Obere
Werkzeugaufnahme
- 18
- Gelenkachse
- 20
- Drehtisch
- 22
- Zentrale
Abstützung
mit Lagerung
- 24
- Laufrolle
der unteren Werkzeugaufnahme
- 26
- Schiene
- 28
- Schienenstütze
- 30
- Rampe
- 32
- Ständer
- 34
- Ständerfuß
- 36
- Ständerbein
- 38
- Ständerarm
- 40
- Stützrolle
- 42
- Segment
- 44
- Anschlag
- D
- Drehrichtung