Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstel- lung von Formteilen aus Elastomeren, insbesondere zur Herstellung von kleinen Formteilen in großen Serien.

Aus DE-A 19 09 050 ist eine Formenstraße in einer Anlage zur Verarbeitung von Mehrkomponenten-oder schäumenden Kunststoffen bekannt. In der Formenstra- ße gemäß DE-A 19 09 050 werden flüssige oder breiartige Kunststoffe in offene Formen abgegossen. Die Formenstraße umfaßt ein umlaufendes Förderband oder auch ein sich drehendes Karussell, auf welchem die Formen montiert sind. Ferner befinden sich an der Formenstraße eine intermittierend arbeitende Formfüllanlage sowie eine Entformstation. Jede Form umfaßt einen eigenen mechanischen He- belverschluß zum Verschließen und Verriegeln der Form auf, der in der Schließ- stellung selbstsperrend ist. Hinter der Formfüllanlage befindet sich ein Ver- schließmittel, welches für den mechanischen Hebelverschluß sorgt.

Bei der aus DE-A 19 09 050 bekannten Lösung kann das Verschließmittel eine Steuerkurve oder ein hydraulischer oder pneumatischer Arbeitszylinder sein, der an dem Verschließhebel jeder vorbeilaufenden Form angreift und diesen in die Verschließstellung drückt. Auch kann ein hydraulischer oder pneumatischer Ar- beitszylinder vorgesehen sein, der an dem Verschließhebel jeder vorbeilaufenden Form angreift und diesen in die Offenstellung drückt. Schließlich ist es gemäß DE-A 19 09 050 auch möglich, die zwei Vorgänge des Schließens und Verrie- gelns der Form einerseits und das Entriegeln und Öffnen der Form andererseits mit einem einzigen Arbeitszylinder zu bewerkstelligen.

Es hat sich jedoch herausgestellt, daß die Fertigung von Formteilen aus Elastome- ren auf solchen Anlagen teuer, aufwendig und mit erhöhtem Ausschuß behaftet ist. Ein weiterer Nachteil sind die stark schwankenden Produkteigenschaften von Fertigungscharge zu Fertigungscharge.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung verfugbar zu machen, welche die Herstellung von Form- teilen aus Elastomeren in großen Stückzahlen gestatten, wobei eine gleichmäßige Produktqualität gewährleistet bleibt.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale der Patentansprüche 1 und 10 gelöst.

Die erfindungsgemäße Lösung geht mit einer Vielzahl von Vorteilen einher, wie beispielsweise dem Umstand, daß das parallele Anordnen zweier Mischkopfein- heiten das gleichzeitige Befiillen nebeneinander liegender Formen oder Formen- nester gestattet, wodurch schnellere Taktzeiten erzielbar sind. Dadurch bedingt können weniger Formen eingesetzt werden, wobei der Materialabfall erheblich herabgesetzt werden kann und durch das individuelle Ansteuern der Mischköpfe das Kunststoffmaterial genauer dosiert werden kann. Da nebeneinander liegende Formen oder Formennester parallel zueinander befüllt werden können, entfallen auch die seitlichen Angüsse, die die Formen oder Formennester untereinander verbinden, so daß Nacharbeiten eingespart werden. In weiteren Ausgestaltungen des der Erfindung zugrunde liegenden Gedankens können die Mischkopfeinheiten über eine Steuereinheit gleichzeitig oder aber auch individuell angesteuert wer- den. Eine individuelle Ansteuerung der Mischköpfe kann beispielsweise dann erforderlich sein, wenn Formteile aus unterschiedlichen Gemischkomponenten gefertigt werden. Zur optimalen Befüllung der Formen oder Formennester können die Abstände der Mischkopfeinheiten zueinander veränderbar sein. Dadurch las- sen sich die Mischkopfeinheiten unterschiedlich vorgegebenen Werkzeuggeome-

trien anpassen. Werden die Mischkopfeinheiten über eine Steuereinheit gleichzei- tig gesteuert, können auch Formteile unterschiedlicher Konfiguration gleichzeitig gefertigt werden. Den Mischkopfeinheiten sind unterschiedliche Gemischkompo- nenten aus Gießmaschinen zuführbar, so daß Formteile parallel gefertigt werden können, die aus unterschiedlichen Gemischkomponenten bestehen. Die Befül- lungsvorgänge des erfindungsgemäßen Verfahrens können sowohl in kontinuierli- cher Abfolge gemäß vorgegebener Taktung des Werkzeugvorschubes erfolgen, sie können jedoch auch intermittierend erfolgen.

In einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist an einer Formenbefüllstation eine Mischkopfplattform vorgesehen, an der mehrere relativ zueinander positionierbare Mischkopfeinheiten aufgenommen sind. Die Mischkopfeinheiten können an der Mischkopfplattform nebeneinander oder auch hintereinander angeordnet werden ; vorzugsweise jedoch im rechten Winkel zu- einander. Zur Erzielung einer maximalen Flexibilität einer Formenbefüllstation kann diese mit vier relativ zueinander positionierbaren Mischköpfen ausgestattet sein, wobei jeweils zwei Mischköpfe einen Doppelmischkopf bilden können. Bei Doppelmischköpfen sind die jeweiligen Ausstoßleistungen der Mischköpfe varia- bel. Jeder der Mischköpfe verfügt über einen separaten Antrieb und kann ein indi- viduell zugeordnetes Getriebe aufweisen. In vorteilhafter Weise kann an einem Doppelmischkopf an der Mischkopfplattform ein Stellantrieb vorgesehen werden, der einen der Mischköpfe relativ zu dem anderen Mischkopf oder den anderen Mischköpfen in einer X-Ebene oder einer Y-Ebene verstellt. Die Verstellmöglich- keit der Mischköpfe relativ zueinander ermöglicht wiederum eine optimale An- passung der Kunststoffmaterialzuführung an die vorgegebene Werkzeugkonfigu- ration, nämlich der Formen oder der Formennester.

Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie der erfindungsgemäßen Vor- richtung lassen sich unter erheblicher Senkung der Herstellkosten kleinere Form- teile mit einem Teilegewicht zwischen 0,2g und 17kg herstellen, vorzugsweise einem Teilespektrum mit einem Teilegewicht zwischen 0,2g und 30g in großen

Serien. Schließlich offenbart die Erfindung eine Formentransportanlage, die eine Formenbefüllstation, eine nachgeordnete Formenschließstation, mindestens einen Aushärtungsbereich, sowie eine Entformstation umfaßt, wobei die Formenbefüll- station mit einer Mischkopfplattform ausgestattet ist, die mehrere Mischköpfe umfaßt, die innerhalb von Stellbereichen über Stellantriebe in einer X-Ebene oder einer Y-Ebene oder in beiden Ebenen relativ zueinander positionierbar sind.

Anhand einer Zeichnung, die die erfindungswesentlichen Merkmale wiedergibt, sei die Erfindung detailliert erläutert.

Es zeigt : Figur 1 eine Draufsicht auf eine schematisch wiedergegebene erfindungsge- mäße Formentransportanlage, Figur 2 eine Mischkopfplattform mit mehreren in X-Richtung und Y-Richtung relativ zueinander positionierbaren Mischköpfen und Figur 3 die Seitenansicht eines Doppelmischkopfes an eine Führungsplatt- form innerhalb eines Stellbereiches mit innerhalb eines Stellberei- ches zueinander verstellbare Mischköpfe samt Stellantrieb.

In der Darstellung nach Figur 1 ist die Draufsicht auf eine schematisch wiederge- gebene erfindungsgemäße Formentransportanlage gezeigt.

Die erfindungsgemäße Formentransportanlage 1 umfaßt eine Formenbefüllstati- on 4, an der in Formenforderrichtung 2 nebeneinander liegende Formen oder Formennester vorbei gefördert werden. Die Formen, auch Werkzeuge genannt, werden von einem Formenbereitstellungsbereich 18 in Formenfdrderrichtung 2 über eine erste Förderstrecke 3 transportiert. Neben der Formenbefüllstation4 sind Gießmaschinen 5 angeordnet, über welche die Gemischkomponenten einer

Mischkopfeinheit 6 zugeführt werden, die in den Figuren 2 und 3 näher dargestellt ist.

In der Befüllstation 4, der mehrere Gießmaschinen 5 zugeordnet sein können, werden nebeneinander liegende Formen oder Formennester parallel befüllt. Das parallele Befüllen der Werkzeuge gestattet einerseits schnellere Taktzeiten, in denen der Vorschub und die Weiterverarbeitung der befüllten Formen erfolgt, andererseits wird die Flexibilität des Herstellungsverfahrens von Formteilen da- durch erhöht, daß den Mischköpfen der Mischkopfeinheit 6 auch jeweils unter- schiedliche Gemischkomponenten über die Gießmaschinen zugeführt werden können. Dadurch lassen sich gleichzeitig Formteile aus unterschiedlichen Mate- rialien in parallel ablaufenden Befüllvorgängen der Formen oder der Formen- nester verwirklichen. Die verstellbare Mischkopfeinheit 6, die in der Befüllstati- on 4 eingesetzt wird, eröffnet ein erhebliches Flexibilisierungspotential für die Formentransportanlage 1. Nachdem die Werkzeuge in der Befüllstation 4 befiillt worden sind, werden diese entlang der ersten Förderstrecke 3 in Formenförder- richtung 2 transportiert und passieren eine Formenschließstation 7, in der die be- füllten Formen oder Formennester zur Erzielung einer gleichmäßigen Aushärtens der produzierten Formteile mit einem Abdeckelement versehen werden.

Von der ersten Förderstrecke 3 gelangen die befüllten Werkzeuge anschließend in eine Aushärtebereichzuführung 8. Von der Aushärtebereichzuführung 8 zweigen mehrere Abzweige 12,13 und 14 ab, durch welche die befüllten Formen bzw.

Formennester in mehrere nebeneinander angeordnete Aushärtebereiche 9,10 bzw. 11 gelangen. Im in Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiel sind drei Aushär- tebereiche gezeigt, es könnten jedoch auch nur ein Aushärtebereich oder mehr als die drei dargestellten Aushärtebereiche 9,10 und 11 von der ersten bzw. zweiten Förderstrecke 3 bzw. 16 umfaßt sein. Die Aushärtebereiche haben eine bestimmte Aufnahmekapazität für die in der Befüllstation 4 befüllten Formen. Die Aufent- haltszeit der befüllten Formenwerkzeuge kann je Aushärtezeit der verwendeten Gemischkomponenten von Form zu Form unterschiedlich lang bemessen sein.

Auch die Konfiguration, der zu fertigenden Formteile, kann die Aushärtezeit der Formteile in den Formenwerkzeugen erheblich beeinflussen, so daß beispielswei- se kleinere Formteile sehr schnell die Aushärtebereiche wieder verlassen können, während komplexere Formteilgeometrien eine längere Aushärtezeit benötigen.

Die in Figur 1 dargestellten Aushärtebereiche 9,10 bzw. 11 können auch mit Kühleinrichtungen versehen sein, um die mit einem Abkühlprozeß einhergehende Aushärtung der Formteile in den Werkzeugen zu beeinflussen, da die in der Be- füllstation 4 gezeigten Elastomerwerkstoffe meist bei höheren Temperaturen zur Verbesserung des Fließverhaltens zugeführt werden, jedoch die Aushärtung werk- zeugspezifisch bei niedrigeren Temperaturen erfolgt.

Von den Aushärtebereichen 9,10 bzw. 11 gelangen die Formen oder Formen- nester mit den inzwischen ausgehärteten Formteilen auf eine Formenzuführstrek- ke 15 und von dieser auf einen zweiten Förderstreckenabschnitt 16. Während der Passage des zweiten Forderstreckenabschnittes 16 durchlaufen die Formenwerk- zeuge eine Entformstation 17, in welcher die ausgehärteten Formteilrohlinge von der jeweiligen Form oder dem jeweiligen Formennest getrennt werden. Während der Passage des zweiten Förderstreckenabschnittes 16 werden die Formenwerk- zeuge gereinigt, gegenbenenfalls von Werkstoffrückständen befreit und dann mit einem Trennmittel versehen, bevor sie in Formenförderrichtung 2 wieder auf der ersten Förderstrecke 3 zur Befüllstation 4 gefördert werden, wo die Formen oder Formennester erneut mit fließfähigen Elastomeren oder anderen Werkstoffen be- füllt werden können. Im Formenbereitstellungsbereich 18 werden jeweils gleiche Formen zu sogenannten"Kampagnen"zusammengestellt, um die Verstellwege der Mischkopfeinheiten zur Befüllung der Formennester für eine möglichst große Anzahl Formen gleichzuhalten und die Zustellwege de Mischköpfe jeweils ab- hängig von den zu befüllenden Kampagnen zu halten.

In Figur 2 ist eine verstellbare Mischkopfeinheit dargestellt, mit mehreren in X-Richtung und/oder in Y-Richtung relativ zueinander positionierbaren Misch- köpfen.

Diese vereinfacht wiedergegebene Draufsicht zeigt eine Mischkopfplattform 19, die zur Relativpositionierung einzelner Mischköpfe20,23,31 und 32 mit Füh- rungsmitteln versehen sein kann, die jedoch in Figur 2 nicht näher dargestellt sind.

Auf der in Figur 2 dargestellten rechteckförmigen Mischkopfplattform 19 sind vier Mischköpfe 20,23,31 und 32 jeweils rechtwinklig zueinander angeordnet.

Beispielsweise können die nebeneinander angeordneten Mischköpfe 20,23 in eine erste Verstellrichtung relativ zueinander bewegt werden, wobei unerheblich ist, ob der erste Mischkopf 20 relativ zum zweiten Mischkopf 23 ist oder umgekehrt. Bei den dargestellten Mischköpfen 20,23 kann es sich um handelsübliche Mischköpfe handeln, an der Mischkopfeinheit 6 können jedoch auch Hochdruckmischköpfe aufgenommen sein, die relativ zueinander positionierbar sind. Den beiden er- wähnten Mischköpfen 20,23 gegenüberliegend können auch ein dritter Misch- kopf 31 sowie ein vierter Mischkopf 32 angeordnet sein, die dann in vorteilhafter Weise eine Mischkopfstation bilden. Der dritte Mischkopf 31 kann in Y-Richtung 34 gesehen in eine zweite Verstellrichtung 36 bewegt werden, wo- durch die Mischköpfe sich derart flexibel auf die zu befüllenden Formenwerkzeu- ge voreinstellen lassen, daß je nach zu verarbeitender Gemischkomponenten op- timale Beffillbedingungen erzielbar sind. Die Mischköpfe 20,23,31 oder 32 kön- nen jeweils mit einer Gießmaschine 5 verbunden sein, durch welchen den Misch- köpfen 20,23,31 oder 32 das Material zugeführt wird. Zur Ansteuerung der in der Mischkopfstation 30 vorgesehenen Mischköpfe dient eine Steuereinheit, mit der die einzelnen Mischköpfe gleichzeitig oder zeitversetzt zueinander angesteuert werden können ; dies kann beispielsweise dann erforderlich sein, wenn zwei For- menwerkzeuge unterhalb der Befüllstation 4 liegen, von der eine eine längere Be- füllzeit benötigt, da ein größeres Formteil zu fertigen ist, demzufolge auch mehr Material erforderlich ist und daher die Befüllzeit länger ist. Dieser betreffende Mischkopf kann dann individuell früher angesteuert werden als der daneben posi- tionierte Mischkopf. Werden hingegen Formteile ähnlicher Geometrien und Grö- ßen gefertigt, können die Mischköpfe auch gleichzeitig angesteuert werden.

Figur 3 zeigt die Seitenansicht eines Doppelmischkopfes an einer Mischkopfplatt- form, mit einem Stellantrieb und zueinander verstellbaren Mischköpfen samt Stellantrieb.

An der bereits erwähnten Mischkopfplattform 19 ist seitlich ein Stellantrieb 19 aufgenommen, welcher die Mischköpfe 20 bzw. 23 relativ zur Mischkopfplatt- form 19 bewegt. Hinter den hier dargestellten Mischköpfen 20 bzw. 23 können weitere Mischköpfe 31,32 angeordnet sein, welche durch die beiden Mischköp- fe 20,23 verdeckt sind. Die Mischköpfe 20,23 können an der Mischkopfplatt- form 19 jeweils relativ zueinander positionierbar sein ; zu diesem Zweck können Führungsmittel wie Schienen oder Schlitze an der Mischkopfplattform 19 aufge- nommen sein, in den die Mischköpfe 20,23 einerseits, deren Getriebe 22,25 samt Antrieben 21,24 andererseits verschiebbar sind.

In der Darstellung gemäß Figur 3 befindet sich der erste Mischkopf 20 versehen mit einem Antrieb 21 und einem Getriebe 22 in der äußersten Position der Misch- kopfplattform 19, wobei der Mischkopf 20 mit der Gießmaschine 5 verbunden ist.

Neben dem ersten Mischkopf 20 ist ein zweiter Mischkopf 23 mit zugeordnetem Antrieb 24 samt Getriebe 25 dargestellt. In den durchgezogenen Linien befindet sich dieser in einer ersten Position 26, so daß der zweite Mischkopf 23 unmittel- bar neben dem ersten Mischkopf 20 liegt. In diesem Falle lassen sich zwei For- men mit nah beieinander liegendem Materialeinlauf befüllen. Liegen die optima- len Befüllpositionen der Formen bzw. Formennester hingegen weiter auseinander, so läßt sich mittels des Stellantriebes 29 der zweite Mischkopf 23 in eine zweite Position 27 relativ zum ersten Mischkopf 20 bewegen. In der zweiten Position 27 ist der zweite Mischkopf 23', der Antrieb mit 24'sowie das Getriebe mit 25'be- zeichnet. In der Figur 3 ist die Relativpositionierung des zweiten zum ersten Mischkopf 20 bzw. 23 gezeigt. Es wäre natürlich auch eine umgekehrte Verstell- barkeit denkbar. In der in Figur 3 gezeigten Darstellung korrespondiert der Ver- stellbereich 28 mit der Verstellrichtung 35 in X-Ebene der Mischkopfplattform 19 gemäß Figur 2. In ähnlicher Weise können die weiteren Mischköpfe 31,32 einer

Mischkopfstation 30 relativ zueinander bewegbar sein. Werden an der Misch- kopfplattform 19 beispielsweise vier Mischköpfe 20,23 ; 31,32 aufgenommen, lassen sich große Formenwerkzeuge auch in kreisenden Bewegungen unter opti- malen Bedingungen befüllen. Bei großen Formenwerkzeugen ist der gleichmäßige Eintrag des flüssigen Kunststoffgemischs oft von entscheidender Bedeutung für die erzielbare Qualität.

Mit der erfindungsgemäßen Mischkopfstation 6,30 lassen sich in vorteilhafter Weise Formteile aus PU-Elastomeren fertigen, die eine Teilegewichtsspektrum von 0,2g bis 17kg umfassen, vorzugsweise liegt das Teilegewichtsspektrum zwi- schen 0,2g und 30g. Die Formteile werden in großen Serien hergestellt, wobei das vorgeschlagene Herstellungsverfahren und die vorgeschlagene Vorrichtung die Herstellkosten drastisch senken, da kürzere Taktzeiten möglich sind. Werden bei- spielsweise zwei nebeneinander liegende Reihen von Formenwerkzeugen durch zwei Mischköpfe befüllt, können während einer Befüllzeiteinheit doppelt soviele Formen befüllt werden. Dadurch läßt sich der Formteilausstoß pro Zeiteinheit verdoppeln, die Produktivität einer solchen Anlage steigt drastisch. Durch die präzise Vorpositionierung der Mischköpfe 20,23,31 und 32 können bis zu vier Formwerkzeuge befüllt werden. Die präzise Vorpositionierung der Mischköpfe in die für die Befüllungen der jeweiligen Formen optimale Position führt zu einem Minimum an Ausschußteilen. Da die Mischköpfe nebeneinander angeordnet sind und nebeneinander liegenden Formen gleichzeitig oder zeitversetzt befüllen, ist eine Verfahrbewegung der Formen relativ zum Mischkopf nunmehr nicht mehr nötig. Dadurch unterbleiben auch Angüssen an den Formen oder Formenwerk- zeugen oder an den Formteilen, so daß keine Nachbearbeitungen in dieser Hin- sicht mehr erforderlich sind, was zur Kostensenkung beiträgt.

Teileliste 1 Formentransportanlage 2 Formenfdrderrichtung 3 erste Förderstrecke 4 Befiillstation 5 Gießmaschine 6 Mischkopfeinheit 7 Formenschließstation 8 Aushärtebereichzufuhrung 9 Aushärtebereich 10 Aushärtebereich 11 Aushärtebereich 12 Abzweigung 13 Abzweigung 14 Abzweigung 15 Formenzufiihrstrecke 16 zweite Förderstrecke 17 Entformstation 18 Formenbereitstellungsbereich 19 Mischkopfplattform 20 erster Mischkopf 21 Antrieb 22 Getriebe 23,23'zweiter Mischkopf 24,24'Antrieb 25,25'Getriebe 26 erste Position zweiter Mischkopf 27 zweite Position zweiter Mischkopf 28 Verstellbereich 29 Stellantrieb 30 Mischkopfstation 31 dritter Mischkopf 32 vierter Mischkopf 33 Mischkopfabstand X-Ebene 34 Mischkopfabstand Y-Ebene 35 erste Verstellrichtung 36 zweite Verstellrichtung