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Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Minen für die Herstellung von Stiften - Dokument DE4409524C2
 
PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE4409524C2 21.10.1999
Titel Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Minen für die Herstellung von Stiften
Anmelder Weckerle, Peter, 82319 Starnberg, DE
Erfinder Weckerle, Peter, 82319 Starnberg, DE
Vertreter Zipse & Habersack, 80639 München
DE-Anmeldedatum 18.03.1994
DE-Aktenzeichen 4409524
Offenlegungstag 21.09.1995
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 21.10.1999
Veröffentlichungstag im Patentblatt 21.10.1999
IPC-Hauptklasse B43K 19/18
IPC-Nebenklasse C09D 13/00   A45D 40/16   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von Minen für die Herstellung von Stiften, insb. im kosmetischen Bereich.

Für die Herstellung von Stiften, insbesondere Holzstiften, für den kosmetischen Bereich gibt es bislang zwei unterschiedliche Verfahren. In einem ersten Verfahren wird die Minenmasse in eine senkrechte Gießform gefüllt, wo sie dann erstarrt und anschließend in die Minenaufnahmen überführt werden kann. Dieses Verfahren wird neben einem parallelen Verfahren angewandt, bei dem die Minenmasse direkt in die Minenaufnahme eingefüllt wird. Die Minenaufnahme besteht bei Holzstiften aus Holzbrettchen, in die Längsnuten für die Aufnahme der Minen oder der Minenmasse eingelassen sind. Die Minenaufnahmen bestehen in der Regel aus zwei miteinander zu verklebenden Brettchen, wobei jedes Brettchen an einer Oberfläche jeweils Nuten mit Halbkreisquerschnitt aufweist. Beim Verkleben der beiden Brettchen werden somit Nuten mit einem Vollkreisquerschnitt erhalten. Soll die Minenmasse direkt in die Minenaufnahme eingeführt werden, so werden die Brettchen vorher miteinander verklebt. Soll die Masse jedoch in der Gießform erstarren, so werden die erstarrten Minen zuerst durch eine Ausstoßvorrichtung von der Gießform in die Minenaufnahme, d. h. in die Nuten eines Brettchens überführt, und erst nach diesem Vorgang wird das zweite Brettchen auf das Brettchen mit den eingelegten Minen aufgeklebt. Die Stifte werden dann erhalten, indem man aus dem Brettchen die Stifte ausfräst, wobei die Anzahl der erhaltenen Stifte der Anzahl der Nuten in den Brettchen entspricht. Ein senkrechtes Einfüllen der Minenmasse direkt in die Minenaufnahme, d. h. in die verklebten Brettchen, ist mit Nachteilen verbunden, da nach dem Einfüllen der Masse das Holz zu arbeiten beginnt und hierdurch zu Gaseinschlüssen und andere Inhomogenitäten in der erstarrten Mine führt, die eine Bruchanfälligkeit der Mine bedingt. Bei einem Erstarren in der Gießform sind diese Probleme wesentlich verringert, da die Gießform aus einem hinsichtlich der Minenmasse chemisch inerten Material besteht, z. B. Kunststoff oder Metall, in der Regel Metall, wodurch derartige Inhomogenitäten nicht auftreten. Jedoch weisen diese Minen bisweilen immer noch nicht die gewünschte Bruchfestigkeit auf.

Bei einer weiteren bekannten Vorrichtung wird die Minenmasse in eine liegende, d. h. horizontal ausgerichtete Gießform eingegossen, die an ihrer Oberseite Schlitze hat, über die die Minenmasse eingefüllt wird. Nach dem Erstarren der Masse werden die Minen dann in die Minenaufnahmen eingeschoben. Bei dieser Vorrichtung werden zwar Stifte erhalten, deren Minen eine nur geringe Bruchempfindlichkeit aufweisen, jedoch ist bei dieser Vorrichtung eine leichte Überfüllung der Formen notwendig, was eine häufige Reinigung der Formen erfordert. Eine derartige Anordnung ist aus der DE 38 35 680 A1 und der DE 37 26 996 A1 bekannt. Die Minenmasse wird dort in eine teilweise offene horizontale Form eingefüllt.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Minen zu schaffen, die auf einfache Weise die Herstellung von bruchsicheren Minen ermöglichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 3 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der zugehörigen Unteransprüche.

Erfindungsgemäß ist die Gießform um eine horizontale Achse schwenkbar, so daß sie auf einfache Weise in vertikaler Position entweder durch Eingießen oder mit einer Tauchnadel befüllt werden und zum Überführen der Mine in eine Minenaufnahme in eine horizontale Position geschwenkt werden kann. Durch das Überführen der Mine aus der liegenden Gießform in eine ebenfalls horizontale Minenaufnahme kann die mechanische Belastung der Mine bis zur Herstellung des fertigen Stiftes auf ein Minimum reduziert werden. Somit wird der Überführungsschritt von der Gießform in die Minenaufnahme vereinfacht und die Bruchfestigkeit der Mine bei diesen Verfahrensschritten nicht reduziert. Vorzugsweise wird die Gießform vor dem Erstarren der Masse in die Horizontale oder eine dazu leicht geneigte Stellung geschwenkt, so daß sich in der Mine beim Erstarren aufgrund der Schwerkraft eine eher axiale Struktur ausbildet, die eine hohe Bruchunempfindlichkeit der Mine begründet.

Der gesamte Verfahrensablauf vom Gießen der Mine bis zum Einführen in die Minenaufnahme wird somit vereinfacht. Es ist selbstverständlich nicht notwendig, daß die in der Gießform erstarrten Minen unmittelbar in die Minenaufnahmen überführt werden. Sie können auch in einen Zwischenlagerbehälter überführt werden, von dem sie dann z. B. durch eine Vereinzelungsvorrichtung in die Minenaufnahmen überführt werden.

Vorzugsweise ist der Boden der Gießform durch axial in der Gießform verschiebbare Auswurfstempel oder -kolben gebildet. In Füllposition, d. h. senkrechter Position der Gießform, befinden sich die Ausstoß- oder Auswurfkolben in ausgefahrener Stellung. In dieser Stellung sind die Minenformen der Gießform leer, so daß sie durch eine Füllvorrichtung von der nach oben weisenden Einfüllöffnung aus oder durch Tauchnadeln bzw. Tauchrohre befüllbar sind. Die Tauchrohre werden in die Minenformen der Gießform bis zum Boden, d. h. bis zum Ausstoßkolben eingetaucht. Anschließend werden sie aus der Minenform herausgezogen, wobei flüssige Minenmasse in die Minenformen einfließt. Hierdurch wird ein sehr guter Füllgrad der Minenformen mit wenig Lufteinschlüssen erzielt.

Die flüssige Minenmasse kann nun entweder in der senkrecht stehenden Gießform erstarren oder aber vorzugsweise vor dem Erstarren in eine horizontale Position geschwenkt werden, so daß die Minenmasse in den Minenformen in einer horizontalen Ausrichtung erstarrt. Vorzugsweise sind hierzu die Einfüllöffnungen der Gießform verschließbar, so daß beim Schwenken in die horizontale Position die flüssige Minenmasse nicht aus den Öffnungen herausläuft. Der Verschließmechanismus kann derart ausgebildet sein, daß die Einfüllöffnungen der Gießform vor bzw. zu Beginn des Schwenkvorgangs selbsttätig verschlossen werden.

Beim Schwenkvorgang greifen die in ausgefahrener Position befindlichen Ausstoßkolben mit ihrem Ende (Kolbenjoch) in Aktuatoren einer Ausstoßeinrichtung ein, die die Mine nach dem Erstarren in Richtung der Einfüllöffnung aus den Minenformen der Gießform herausstoßen. Daher ist vorzugsweise vor der horizontal ausgerichteten Gießform die Minenaufnahme in der Weise angeordnet, daß die Nuten in der Minenaufnahme mit den Minenformen der Gießform fluchten. Die Minenaufnahme ist, wie bereits oben ausgeführt, als Holzbrett ausgebildet, das auf seiner Oberseite Längsnuten mit einem halbkreisförmigen Profil aufweist. Nach dem Einschieben der erstarrten Minen in diese Nuten wird ein identisches, jedoch 180° um eine horizontale Achse gedrehtes Brettchen, welches demzufolge seine Nuten auf der Unterseite aufweist, auf das liegende Brettchen mit den eingefüllten Minen aufgedrückt und mit diesem verklebt. Auf diese Weise wird ein Brett erhalten, in das mehrere Minen eingeschlossen sind. Die einzelnen Stifte werden dann aus diesem Brett herausgefräst.

Die Schwenkachse der Gießform kann genau in der Ebene der Minenformen der Gießform liegen, so daß die Schwenkbewegung lediglich zu einer Kippbewegung der Gießform führt.

Die Schwenkachse kann jedoch auch seitlich versetzt zu der Ebene angeordnet sein, die durch die parallel zueinander ausgerichteten Minenformen (zylindrische Hohlräume) der Gießform aufgespannt wird. In diesem Fall wird die Gießform beim Schwenkvorgang auch etwas in axialer Richtung bewegt. Hierdurch läßt sich ein leichtes Einklinken des Kolbenjochs des Ausstoßkolbens in den Aktuator der Ausstoßeinrichtung realisieren.

Die Gießform ist vorzugsweise aus gut wärmeleitendem Metall hergestellt. Sie kann mit einer Heiz- und/oder Kühleinrichtung versehen sein. Vorzugsweise wird eine Gießform aus Leichtmetall verwendet, so daß die bewegten Massen bei dem Schwenkvorgang möglichst gering sind.

Eine Gießform kann mehrere, vorzugsweise 5 bis 15 Minenformen aufweisen.

Das Verfahren und die Vorrichtung der Erfindung lassen sich bei linearen Produktionslinien oder auch bei Rundtischvorrichtungen anwenden.

Die Erfindung wird nachfolgend beispielsweise anhand der schematischen Zeichnung beschrieben. In dieser zeigen:

Fig. 1 eine teilgeschnittene Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 2 eine Aufsicht II auf die senkrecht stehende Gießform aus Fig. 1 und

Fig. 3 einen Verschlußmechanismus für die Gießform aus Fig. 1.

Die Minenherstellungsvorrichtung 10 besteht aus einer Gießform 12, deren senkrechte Einfüllstellung geschnitten und deren liegende Ausstoßstellung in Seitenansicht dargestellt sind. In der Gießform 12 sind mehrere zueinander parallele Minenformen 14 senkrecht zur Zeichenebene hintereinander angeordnet. Die Minenformen 14 sind als zylindrische Hohlräume in der Gießform 12 ausgebildet. Der Boden der Minenformen 14 wird durch das erste Ende eines Ausstoßkolbens 16 gebildet, dessen zweites Ende 18, das Kolbenjoch, zum Eingriff oder zur Anlage an den Aktuator einer Ausstoßeinrichtung 20 vorgesehen ist. Das Kolbenjoch ist in Fig. 1 als quer zur Zeichenebene gerichteter länglicher Balken ausgebildet, der alle zweiten Enden 18 der Ausstoßkolben 16 miteinander verbindet. In der in Fig. 1 geschnitten und in Fig. 2 allein dargestellten senkrechten Füllposition wird die Gießform 12 über Tauchrohre 20 befüllt. Diese Tauchrohre 20 tauchen in die Minenformen 14 bis in den Bodenbereich hinein. Beim Herausziehen wird die flüssige Minenmasse aus dem unteren Ende des Tauchrohres 20 herausgepreßt, so daß ein möglichst blasenfreies Füllen der Minenformen 14 gewährleistet wird. Die Masse kann in die Minenformen 14 jedoch auch einfach über Einfüllrohre im Bereich der Einfüllöffnungen 22 zugeführt werden. Nach dem Füllen werden die Einfüllöffnungen 22 der Minenformen 14 durch den Verschlußschieber 24 einer Verschließeinrichtung 26 verschlossen. Nun wird die Gießform um eine horizontale Schwenkachse 28 in die in Fig. 1 in Seitenansicht dargestellte horizontale Ausstoßposition geschwenkt. Hierbei kommt das Kolbenjoch 18 mit dem Aktuator der Schiebe- oder Ausstoßeinrichtung 20 in Eingriff oder in Anlage. Eine Anlage an den Aktuator kann ausreichend sein, wenn die Ausstoßkolben 16 mit einem Rückstellelement, z. B. einer zwischen Kolbenjoch 18 und Gießform 12 angeordneten Schraubenfeder versehen sind. Durch die Ausstoßeinrichtung wird der Ausstoßkolben 16 axial in die Gießform 12 eingeführt, wobei die erstarrte Mine in die vor der Einfüllöffnung 22 befindliche Nut 29 der Minenaufnahme 30 eingeschoben wird. Nach dem Ausstoßen werden die Ausstoßkolben 16 entweder selbsttätig durch nicht dargestellte Federn in die ausgefahrene Stellung zurückgeführt, die zwischen dem Kolbenjoch 18 und der Gießform 12 eingespannt sind, oder durch einen in das Kolbenjoch 18 eingreifenden oder das Kolbenjoch 18 umgreifenden Aktuator der Schiebeeinrichtung 20.

Die Minenaufnahme 30 ist durch ein Holzbrettchen gebildet, das an seiner Oberseite Nuten aufweist, die fluchtend zu den Minenformen 14 der in Ausstoßposition befindlichen Gießform 12 ausgerichtet sind. Nach dem Befüllen der Minenaufnahme mit erstarrten Minen 31 wird auf das Brettchen 30 mit den aufliegenden Minen 31 ein identisches Brettchen aufgelegt, das um eine horizontale Achse geschwenkt worden ist, bei dem die Nuten also nach unten weisen. Die beiden Brettchen werden miteinander verklebt, so daß ein Brett mit eingeschlossenen Minen erhalten wird. Aus diesem Brett werden dann durch Fräsen oder Sägen die einzelnen Stifte, insbesondere für den Kosmetikbereich, hergestellt.

Der Schwenkwinkel wird in der Regel 90° betragen, kann jedoch auch leicht davon abweichen, wenn spezielle Befüllungsvorrichtungen oder Ausstoßvorrichtungen dies erfordern. In diesem Sinne ist es auch nicht erforderlich, daß die Ausstoßposition exakt horizontal ist. Sie kann auch eine bezüglich der Horizontalen leicht geneigte Stellung aufweisen.


Anspruch[de]
  1. 1. Verfahren zum Herstellen von Minen für Stifte, insbesondere Kosmetikstifte, bei dem eine flüssige Minenmasse in eine Gießform (12) eingefüllt wird und dort erstarrt, wonach die erstarrte Mine (31) von der Gießform (12) durch eine Einrichtung (21) in eine Minenaufnahme (30) oder dgl. überführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Gießform (12) in vertikaler Position gefüllt und in eine horizontale Ausstoßposition geschwenkt wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gießform (12) unmittelbar nach dem Einfüllen und vor dem Erstarren der Masse in eine horizontale Position geschwenkt wird, so daß die Masse in horizontaler Position erstarrt.
  3. 3. Vorrichtung zum Herstellen von Minen für Stifte und zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, mit einer Gießform (12), einer Fülleinrichtung (20) zum Füllen der Gießform (12) und einer Einrichtung (21) zur Überführung der gegossenen erstarrten Minen (31) in eine Minenaufnahme (29) oder dgl., dadurch gekennzeichnet, daß die Gießform (12) um eine horizontale Achse (28) zwischen einer vertikalen Füllposition und einer horizontalen Ausstoßposition schwenkbar (28) angeordnet ist.
  4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gießform (12) verschließbare (24, 26) Einfüllöffnungen (22) aufweist.
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (24, 26) zum selbsttätigen Verschließen der Einfüllöffnungen (22) zu Beginn des Schwenkvorganges vorgesehen ist.
  6. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Minenaufnahme (30) horizontal fluchtend vor der in die Horizontale geschwenkten Gießform (12) angeordnet ist.
  7. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Gießform (12) mehrere Minenformen (14) in der Art zylindrischer Hohlräume aufweist, deren Boden von in den Minenformen (12) axial verschiebbaren Ausstoßkolben (16) gebildet ist, deren von der Gießform (12) abgewandtes freies Ende (18) von einem Aktuator der Einrichtung (21) betätigbar ist.
  8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende (18) des in Füllposition, d. h. in ausgefahrener Stellung, befindlichen Ausstoßkolbens (16) beim Schwenken der Gießform (12) selbsttätig mit dem Aktuator der Einrichtung (21) in Eingriff kommt bzw. an diesem anliegt.
  9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausstoßkolben federnd in Richtung auf seine ausgefahrene Stellung vorgespannt ist.
  10. 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachse (28) seitlich versetzt zu der durch die Minenformen (14) der Gießform (12) gebildeten Ebene angeordnet ist.
  11. 11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Gießform (12) mehrere, vorzugsweise zwischen 5 und 20 Minenformen (14) aufweist, die in einer Ebene parallel zur Schwenkachse (28) angeordnet sind.






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