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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen neuartigen, erweiterbaren Greifer
zum Klemmen der Kopfabschnitte von Kunststoffmaterialplatten und eine
Thermoformungsvorrichtung zum Thermoformen von Platten aus Kunststoffmaterial
in einer Fertigungslinie, welche den Greifer umfasst.
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Im
Spezifischeren ist das Gebiet der Erfindung jenes der Thermoformungsvorrichtungen
zum Thermoformen von plattenartigem Kunststoffmaterial in einer
Fertigungslinie, welche im Allgemeinen zur Herstellung von dreidimensionalen
Fertigungsartikeln verwendet werden.
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Zur
Durchführung
der obigen Verarbeitungsvorgänge
muss das plattenartige Kunststoffmaterial durch eine Mehrzahl von
Verarbeitungsstationen befördert
werden, und zwar durch geeignete, gekühlte Greifersysteme, deren
Greifer eine Kunststoffmaterialplatte an deren Kopfabschnitt oder
an den in Bezug auf die Plattenzuführrichtung quer orientierten
Seiten der Platte klemmt und festhält.
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Insbesondere
werden die oben erwähnten Greifer
zum Erfassen und Befördern
dazu betrieben, um zu verhindern, dass die warme Platte sich verformt,
bevor sie an der Formungsstation ankommt, wobei eine solche Verformung
unerwünschte
Durchbiegungen und/oder Längsschrumpfungen
verursachen würde.
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Um
die Länge
des Greifers an jene des Kopfabschnitts der von dem Greifer zu erfassenden Kunststoffmaterialplatte
anzupassen, sind in herkömmlicher
Weise Zusatz-Einsatzelemente geschaffen worden, welche mechanisch
mit dem Körper
des Greifers gekoppelt sind (siehe auch die Be schreibung von EP-A-1080869,
EP-A-0882566, US-A-3 810 731, US-A-3 810 731 und US-A-5 167 969).
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Darüber hinaus
werden weitere Gleitteile geschaffen, welche seitlich auf einer
einzelnen Schiene angetrieben werden, die mit dem tragenden, zentralen
Körper
gekoppelt ist, wobei die Gleitteile von dem zentralen Tragkörper vorstehen,
wodurch die gewünschte
Länge des
Greifers eingestellt wird.
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Die
oben erwähnten,
früheren
Greifer haben beide den Nachteil, dass sie aufgrund ihrer relativ komplexen
Bauweise nicht angemessen gekühlt bzw.
kalt gehalten werden können
und dass ihre Länge
ausschließlich
durch manuelle Eingriffe eingestellt werden kann. Außerdem kann
im Fall eines Greifers mit Gleitteilen die Erweiterung des Greifers
ungefähr 50
% der Länge
des zentralen Tragkörpers
nicht überschreiten.
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Aufgrund
der axialen Einzelschienenanordnung der erweiterbaren Gleitteile
kann nämlich
dieser frühere
Greifer für
eine über
den angegebenen Wert hinausgehende Erweiterung nicht das mechanische
Tragvermögen
schaffen, das erforderlich ist, um die Kunststoffmaterialplatte
effektiv festzuhalten.
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Derzeit
besteht die einfachste Lösung
zur angemessenen Änderung
der Länge
des Greifers in Bezug auf den Kopfabschnitt der Kunststoffmaterialplatte
darin, den Greifer als Ganzes durch einen anderen Greifer mit der
gewünschten
Größe zu ersetzen.
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Dieser
Ansatz bietet in Bezug auf die anderen erwähnten, älteren Greifer den Vorteil,
dass der Greifer über
dessen gesamte Länge
hinweg gekühlt werden
kann; er hat jedoch den Nachteil, dass eine Anzahl von Greifern
erforderlich ist, welche jener der Greifer unterschiedlicher Größe zum Greifen
der unterschiedlich dimensionierten Kunststoffmaterialplatten entspricht.
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Hinzu
kommt noch, dass in jedem Fall für den
Wechsel der Greifer immer ein manueller Vorgang nötig ist,
wodurch ein automatisches Einstellen der Länge derselben von außerhalb
der Thermoformungsvorrichtung nicht möglich ist.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Demgemäß besteht
das Hauptziel der vorliegenden Erfindung darin, einen solchen Greifer
zum Klemmen von Kunststoffmaterialplatten an einer Thermoformungsvorrichtung
zu schaffen, dessen Länge
unkompliziert, sogar auf automatische Weise, bis auf etwa das Doppelte
der Basislänge
des Greifers verändert
werden kann, und
einen Greifer der oben erwähnten Art zu schaffen, welcher
selbst in maximal erweitertem Zustand wirksam in der Lage ist, den
Kopfabschnitt der Kunststoffmaterialplatte auf angemessene Weise
mechanisch festzuklemmen, und
einen solchen Greifer zu schaffen,
welcher erweiterbare Elemente aufweist und welcher über dessen
gesamte Länge
hinweg angemessen gekühlt
werden kann.
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Die
oben erwähnten
Ziele, sowie noch weitere Ziele, die in der Folge noch klarer ersichtlich
werden, werden durch einen Greifer gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 erreicht.
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Weitere
Merkmale der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
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In
Bezug auf frühere
Greifer für
eine Thermoformungsvorrichtung einer Fertigungslinie bietet der erfindungsgemäße Greifer
den Vorteil, dass er über dessen
gesamte Länge
hinweg gekühlt
werden kann und dass er genau, sogar auf automatische Weise, eingestellt
werden kann, und zwar ausgehend von einer außerhalb der Thermoformungsvorrichtung
angeordneten Steuereinrichtung.
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Darüber hinaus
bietet der erfindungsgemäße Greifer
den Vorteil, dass er sogar über
50 % seiner Basislänge
hinausgehend erweitert werden kann und dabei dennoch die mechanische
Kraft bietet, die erforderlich ist, um die Kunststoffmaterialplatte
effektiv zu halten und festzuklemmen.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die
oben erwähnten
und noch weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden
im Folgenden aus der nachfolgenden Offenbarung einer bevorzugten
Ausführungsform
des Greifers und der Thermoformungsvorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung klarer ersichtlich, welche durch ein nicht-einschränkendes
Beispiel in den Figuren der beigefügten Zeichnungen veranschaulicht
werden, in denen:
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1 eine
longitudinale Querschnitts-Detailansicht ist, die ein Detail der
Erwärmungsstation
einer Thermoformungsvorrichtung veranschaulicht, in welcher zur
Vereinfachung der Offenbarung am rechten Kopfabschnitt der Kunststoffmaterialplatte
der Greifer, ebenfalls gemäß der Erfindung,
gezeigt ist, während
an dem linken Abschnitt nur die Einstellanordnung zum longitudinalen
Einstellen der Länge
des Greifers und zum vertikalen Antreiben des Greifers gezeigt ist;
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2 eine
Querschnittsansicht ist, welche die Thermoformungsvorrichtung aus 1 veranschaulicht;
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3 bis 6 den
erfindungsgemäßen Greifer
während
seiner Schließ-
bzw. Klemmbewegung an einem entsprechenden Kopfabschnitt der Kunststoffmaterialplatte
veranschaulichen;
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7 eine
Perspektivansicht ist, die den Greifer aus den vorangehenden Figuren
veranschaulicht, und zwar von seiner oberen, inneren Seite, oder Plattenseite,
aus betrachtet, in seinem erweiterten oder langgestreckten Zustand;
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8 den
Greifer aus 7 veranschaulicht, und zwar
von der äußeren, unteren,
linken Seite (d.h. von A aus gesehen);
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9 den
Greifer aus 8 veranschaulicht, und zwar
von B bzw. der äußeren, unteren, rechten
Seite aus gesehen;
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10 eine
Explosionszeichnung ist, die den erfindungsgemäßen Greifer von dessen oberer, linker
Seite aus betrachtet veranschaulicht;
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11 den
Greifer aus 10 von dessen oberer, rechter
Seite aus betrachtet veranschaulicht.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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Die
in 1 gezeigte Thermoformungsvorrichtung umfasst eine
Tragkonstruktion 1, die die Erwärmungsöfen trägt, d.h. den unteren Erwärmungsofen 2 und
den oberen Erwärmungsofen 3,
zwischen denen die einer Thermoformung zu unterziehende Kunststoffmaterialplatte 4 geführt wird.
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Die
erfindungsgemäßen Greifer 5 sind
an den Kopfabschnitten der Platte angeordnet (wobei in 1 nur
der rechte Greifer gezeigt ist).
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1 zeigt,
wie erwähnt,
nur den rechten Greifer, während
an der entgegengesetzten Seite die Antriebsanordnung 6 zum
geeigneten Antreiben und Positionieren des jeweiligen Greifers 5 gezeigt
ist.
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Der
in 2 gezeigte, erfindungsgemäße Greifer umfasst einen zentralen
Körper 7,
der in einer axial zentrierten Stellung auf der Thermoformungsvorrichtung
montiert ist, und zwar durch eine Montagestange 8, welche
einstellbar an dem Rahmen bzw. der Tragkonstruktion 1 der
Vorrichtung befestigt ist.
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Der
erwähnte
zentrale Körper 7 umfasst
eine obere Trägerplatte 9 und
eine untere Trägerplatte 10, die
in Bezug auf die Platte 9 schwenkbar montiert ist.
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Die
Schwenkbewegung der unteren Platte 10 wird durch einen
schwenkbaren zentralen Träger 11 erreicht,
der axial befestigt ist und der in den 3 bis 9 besser
gezeigt ist.
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Der
in diesen Figuren gezeigte, zentrale Träger 11 umfasst ein
Tragelement 12, das axial an dem Drehstab 13 befestigt
ist, welcher die untere, schwenkbare Platte 10 antreibt
(6).
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Das
erwähnte
Tragelement 12 ist mit Seitenschultern 14 versehen,
mit welchen der die Platte 10 tragende Arm 16 durch
einen Drehzapfen 15 gelenkig verbunden ist.
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Im
Spezielleren kann, wie in 9 deutlich gezeigt,
das Tragelement 12 einschließlich der Seitenschultern 14 von
dem Drehstab 13 gesteuert in Richtung des Pfeils F1 geschwenkt
werden (erste Schwenkbewegung, mit welcher die Platte 10 nach unten
in die Nähe
der Kunststoffmaterialplatte 4 gebracht wird), während der
Arm 16 in Richtung des Pfeils F2 ge schwenkt werden kann
(oder zweite Schwenkbewegung, mit welcher das Greifen erfolgt oder
die untere Platte 10 gegen die Kunststoffmaterialplatte 4 geklemmt
wird).
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Die
Bewegung des Greifers 5 in Bezug auf die Kunststoffmaterialplatte 4 ist
besser in den 3 bis 6 gezeigt.
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Zu
Beginn hat der Greifer 5 in seiner offenen Stellung den
die untere Platte 10 tragenden Arm 16 gänzlich von
der Ebene der Kunststoffmaterialplatte 4 weggehoben (3).
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Die
Drehung des Greifers in Richtung des Pfeils F1 bewirkt zu Beginn
eine Absenkbewegung der Seitenschulter 14 und des Arms 16 bis
zu einer Anschlagposition des vorne vorstehenden Ansatzes 42 des
Arms 16 an dem feststehenden Abschnitt des Greifers 5 (4).
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Danach
bewirkt eine weitere Drehung des Stabs 13 in Richtung des
Pfeils F1 eine entsprechende Drehbewegung des Arms 16 um
den Drehzapfen 15 (Pfeil F2) und eine entsprechende Schwenkbewegung
der unteren Platte 10 in Richtung des Pfeils F5 aus 4.
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Bei
einer fortgesetzten Drehbewegung schließt der Greifer 5,
indem er den Kopfabschnitt der Kunststoffmaterialplatte 4 zwischen
der oberen Platte 9 und der unteren Platte 10 festklemmt
(6).
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Die
Platten 9 und 10 des Greifers 5 umfassen
entsprechende Führungen 17, 18 und 19, 20 (11),
die versetzte, parallele Achsen aufweisen oder in unterschiedlichen
Ebenen liegen.
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In
den erwähnten
Führungen
sind jeweils die folgenden Tragstäbe montiert:
- – 21,
in der Führung 17,
zum verschiebbaren Tragen des Gleitblocks 22, um eine oberseitige
Erweiterung (d.h. nach links in 11) des
Greifers 5 zu schaffen;
- – 23,
in der Führung 18,
zum verschiebbaren Tragen des Gleitblocks 24, um eine oberseitige
Erweiterung (d.h. nach rechts in 11) des
Greifers 5 zu schaffen;
- – 25,
in der Führung 19,
zum verschiebbaren Tragen des Gleitblocks 26, um eine unterseitige
Erweiterung (d.h. nach rechts in 11) des
Greifers 5 zu schaffen 5;
- – 27,
in der Führung 20,
zum verschiebbaren Tragen des Gleitblocks 28, um eine unterseitige
Erweiterung (d.h. nach links in 11) des
Greifers 5 zu schaffen.
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Die
Gleitblöcke 22 und 24 sind
auch durch eine Führung 37 auf
der Tragstange 8 getragen, welche ihrerseits mit einem
verschiebbaren Tragelement 38 gekoppelt ist, das zwischen
der Stange 8 und dem Träger 39 der
Gleitblöcke
angeordnet ist (von denen in 6 nur der
Gleitblock 22 gezeigt ist).
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Die
Gleitbewegung der oben erwähnten Gleitblöcke 22, 24, 26, 28 an
der Außenseite
des zentralen Körpers 7 erfolgt
so, dass es dem Greifer 5 ermöglicht wird, eine Länge zu erreichen,
die nahezu das Doppelte von dessen Mindest- bzw. Basislänge beträgt, die
von dem zentralen Körper
definiert wird, und zwar aufgrund der auf unterschiedlichen Ebenen erfolgenden,
parallelen, nicht koaxialen und nicht miteinander ausgerichteten
Anordnung der Führungen 17, 18, 19, 20 und
demgemäß der entsprechenden Tragstäbe 21, 23, 25, 27;
dies wird unter gleichzeitiger Schaffung der mechanischen Wirkung
erzielt, die nötig
ist, um die Kunststoffmaterialplatte 4 effektiv auf der
Thermoformungsvorrichtung zu halten.
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Die
oben offenbarte Bewegung der Gleitblöcke 22, 24, 26, 28 in
Bezug auf den zentralen Körper 7 wird
zusätzlich
zu den oben erwähnten
Führungen derselben
durch die Traganordnungen, d.h. die linke Traganordnung 29 und
die rechte Traganordnung 30, die in 8 gezeigt
sind, ermöglicht.
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Jede
Traganordnung ist verschiebbar auf dem Stab 13 montiert,
um jeweils in Richtung der Pfeile F3 und F4 gleiten zu können, und
die Antriebsbewegung in Richtung der Pfeile wird durch eine Antriebsanordnung
(nicht gezeigt) geschaffen, die durch einen Gewindestab 35 betrieben
wird, welcher mit den Gleitblöcken 36 zusammenwirkt.
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Wie
in 8 und 9 deutlich gezeigt, sind die
Gleitblöcke 29 und 30 jeweils
mit Seitenschultern 32, analog zu denen, 14, des
oben offenbarten Tragelements 12, versehen und es sind
mit diesen bei 34 die Schwenkblöcke 33 gelenkig verbunden,
welche in einer in Richtung des Pfeils F5 (der dem Pfeil F2 entspricht)
verschwenkten Stellung die entsprechenden unteren Gleitblöcke 26 und 28 des
Greifers 5 tragen.
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Somit
trägt die
Traganordnung 29 den Gleitblock 22 und, an dessen
Schwenkblock 33, den Gleitblock 28 des Greifers 5.
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Die
Traganordnung 30 trägt
ihrerseits den Gleitblock 24 und, an dessen Gleitelement
oder -block 33, den Gleitblock 26 des Greifers 5.
Außerdem
hat der Stab 13 einen genuteten Querschnitt, um den Träger 31 des
Blocks 33 einer jeden Traganordnung 29, 30 drehend
in Richtung des Pfeils F5 anzutreiben, und eine Translationsbewegung
(in Richtung der Pfeile F3 und F4 aus 8) entlang
des Stabs 13 zu erlauben.
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Die
Translationsbewegung lässt
die Gleitblöcke 22, 28 und 24, 26 von
den jeweiligen Endabschnitten (links und rechts in 8)
des zentralen Kör pers 7 vorstehen,
wodurch erlaubt wird, dass der Greifer auf die gewünschte Länge erweitert
wird.
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Diese
Verschiebung wird, wie angegeben, durch eine geeignete Antriebsanordnung
erreicht, die von außerhalb
der Vorrichtung automatisch gesteuert werden kann.
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Die
Greifer 5 sind darüber
hinaus zumindest an den Gleitblöcken 22 und 24 mit
Anschlussstücken 40 versehen,
um zu erlauben, dass Wasser durch einen Kreis 41 zirkuliert,
um die Greifer zu kühlen (6).
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Als
eine modifizierte Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Greifers
wäre es
möglich,
anstelle eines Greifers, der einen zentralen Körper 7 mit seitlichen
Gleitblöcken 22, 24, 26, 28 aufweist,
ein System (nicht gezeigt) mit nur zwei Gleitelementen oder -blöcken zu
verwenden.
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Selbst
in einer solchen modifizierten Ausführungsform würden zwei
Führungen
geschaffen, die in einer parallelen Beziehung und auf verschiedenen Ebenen
angeordnet wären,
um ein Erweitern des Greifers durch seitliches Verschieben der erwähnten Gleitblöcke zu erlauben,
welche diesmal direkt aufeinander verschiebbar angeordnet wären.
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Die
hier offenbarte und veranschaulichte Thermoformungsvorrichtung kann
auch einen einzigen Erwärmungsofen
anstelle von zwei Erwärmungsöfen umfassen
und die Vorrichtung kann allgemein weiter modifiziert werden, ohne
dabei von dem Umfang der beigefügten
Ansprüche
abzuweichen.
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Insbesondere
sind in der Offenbarung und in den Zeichnungen die Tragstäbe 21, 23, 25 und 27 alle
in einer selben Ebene parallel zu jener des zentralen Körpers 7 angeordnet.
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Die
Vorteile der Erfindung könnten
jedoch auch durch Anordnen der Tragstäbe 21, 23 bzw. 25, 27 auf
Ebenen, die in Bezug zu jener des zentralen Körpers 7 quer orientiert
sind, erreicht werden, wobei in diesem Fall die Tragstäbe im Wesentlichen
paarweise überlappt
wären.