CH711712A1

CH711712A1 - Formvorrichtung zur Herstellung eines Produktes durch Spritzgiessen.

Info

Publication number: CH711712A1
Application number: CH01577/15A
Authority: CH
Inventors: Armbruster Rainer
Original assignee: Foboha (Germany) Gmbh
Priority date: 2015-10-29
Filing date: 2015-10-29
Publication date: 2017-05-15
Also published as: US20180319059A1; CN108698261B; US10850437B2; EP3368260A1; CN108698261A; WO2017072287A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Formvorrichtung (1) zur Herstellung eines Produktes (12) durch Spritzgiessen. Die Formvorrichtung (1) umfasst ein um eine Drehachse (9) drehbares Formmittelteil (2) mit mindestens einer am Formmittelteil (2) angeordneten inneren Formhälfte (4a–4d) sowie mindestens eine mit der inneren Formhälfte (4a–4d) zur Bildung von Kavitäten in einer geschlossenen Konfiguration der Formvorrichtung (1) zusammenwirkende äussere Formhälfte (5a, 5b), welche relativ zur inneren Formhälfte (4a–4d) in einer ersten Richtung (x) verschiebbar angeordnet ist. Weiterhin ist mindestens ein am Formmittelteil (2) angeordnetes erstes Verbinderelement (8) sowie mindestens ein an der äusseren Formhälfte (5a, 5b) angeordnetes zweites Verbinderelement (10) vorhanden, wobei das zweite Verbinderelement (10) zumindest in einer geschlossenen Konfiguration der Formvorrichtung (1) mit dem ersten Verbinderelement (8) wirkverbunden ist.

Description

Beschreibung GEBIET DER ERFINDUNG

[0001] Die vorliegende Erfindung liegt auf dem Gebiet der Vorrichtungen zur Herstellung von hohlen Produkten aus Kunststoff durch Spritzgiessen und Blasformen.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

[0002] Bei der Herstellung von Produkten aus Kunststoff, z.B. durch Spritzgiessen oder Blasformen, stellt das Werkzeug und der Betrieb des Werkzeugs einen entscheidenden Kostenpunkt dar. Insbesondere ist eine möglichst kurze Zykluszeit für die Steigerung der Herstellungseffizienz erstrebenswert.

[0003] Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Formvorrichtungen mit drehbaren Formmittelteilen bekannt. Das um eine Drehachse drehbare Formmittelteil ist in der Regel zwischen zwei entlang einer Achse einer Spritzgiessmaschine bewegbaren äusseren Formhälften gelagert, wobei die äusseren Formhälften mit Seitenflächen des Formmittelteils zur Bildung von Kavitäten Zusammenwirken. Durch den Einsatz des drehbaren Formmittelteils ist eine signifikante Erhöhung der Herstellungseffizienz bei gleichzeitig platzsparendem Aufbau erreichbar.

[0004] Bei Herstellungsprozessen, die eine Form des Blasformens umfassen, z.B. Spritzblasen oder Streckblasen, nimmt das geeignete Heizen der Preforms (Vorformlinge) vor dem Blasen einen wichtigen Teil eines Zyklus ein. In der Regel werden die Preforms in einer separaten Heizstation, z.B. durch Infrarotstrahlung, auf die erforderliche Temperatur geheizt, bevor die geheizten Preforms in einer Blasstation in die gewünschte Form geblasen werden. Diese separate Nutzung einer Heizstation und einer Blasstation verlängert jedoch die Zykluszeit und setzt der Erhöhung der Effizienz Grenzen.

[0005] US 4 427 359 der Firma Sumitomo Heavy Industries, Ltd., zeigt eine Spritzstreckblasmaschine mit einer Spritzgiessform und einer Streckblasform, umfassend vier Teilformen, welche einen Teil der Spritzgiessform bilden und während dem Transport den Hals der Preforms festhalten können. Sie sind auf einem Drehkörper in 90°-lntervallen angeordnet. Der Drehkörper ist so drehbar, dass die Teilformen sukzessiv in eine Spritzgiessposition, eine Heizposition, eine Blasposition und eine Entladeposition, welche in 90°-lntervallen angeordnet sind, gebracht werden und um einen feststehenden, d.h. nicht drehbaren Mittelteil angeordnet sind.

[0006] DE 2 444 465 der Firma llikon Corp. zeigt eine Spritzgiessvorrichtung aus einem viereckigen Drehtisch, an dessen Aussenseiten mehrere Dorne zur Bildung eines Formlings und eines Mehrschichtformlings angebracht sind. In einer Konditionierungsstation kann der Dorn dabei entweder durch Zirkulation eines heissen Mediums in den Kanälen des Doms, durch Hochfrequenz-Induktionsheizung des Doms unter Verwendung einer äusseren Spule oder durch dielektrische Heizung unter Verwendung von Hochfrequenz aufgeheizt werden.

[0007] US 5 090 889 von Systec Engineering Knauer GmbH & Co. KG zeigt ein Spritzblaswerkzeug mit einer Gussmatrize mit mehreren Gussformen und mit einer relativ dazu bewegbaren zugehörigen Patrize mit zu den mehreren Gussformen passenden Formkernen, bei dem die Patrize mit den Formkernen als Drehkörper ausgebildet ist, der um einen Drehwinkel von mindestens 90°, insbesondere 2 x 90°, auf einem gegenüber der Gussmatrize verfahrbaren Träger gelagert und zwischen der Gussmatrize und einer ebenfalls verfahrbaren Blasmatrize so angeordnet ist, dass gleichzeitig auf einer Seite des Drehkörpers angeordnete Formkerne in Gussformen der Gussmatrize und auf der entgegengesetzten Seite des Drehkörpers angeordnete Formkerne in Blasformen der Blasmatrize eintauchen und gleichzeitig einen Spritzgussverfahrensschritt und einen Blasverfahrensschritt erlauben. Es können Heizwendel zur elektrischen Beheizung des Formkernes angebracht sein.

[0008] DE 1 933 484 der Erfinder Dieter und Rolf Vom Hofe zeigt ein Spritzblaswerkzeug mit einer Düsenformplatte und einer in Schliessrichtung hin- und her bewegbaren Gegenformplatte, zwischen denen mindestens eine Spritzformkammer und eine quer zur Schliessrichtung geteilte von Blasformhälften gebildete Blasformkammer angeordnet sind, und mit einem drehbaren in Schliessrichtung bewegbaren Trägerkopf, wobei der Trägerkopf mit zwei ein Paar bildenden Blaskernen um eine vertikale Achse senkrecht zur Schliessrichtung um einen Winkel von 90° hin- und her schwenkbar ist. In jeder Endstellung des Trägerkopfes befindet sich der eine Blaskern in der Spritzformkammer und der andere Blaskern in einer der beiden Blasformkammern. Dadurch dass der Trägerkopf hin- und hergeschwenkt wird, ergibt sich ein Anschluss für die verschiedenen Arbeitsmittel, weil man mit biegsamen Leitungen für die Arbeitsmittel auskommt. Drehverbindungen sind nicht erforderlich. In der Spritzformkammer wird der Rohling auf dem beheizten Blaskern geformt und auf dem beheizten Blaskern in die Blaskammer übertragen.

[0009] Die auf https://www.voutube.com/watch?v=N3oQk56riB8 gezeigte «3-Cavity 700ml Sports Bottie by GF-IB Machine» der Fa. Golfang Ltd. zeigt eine Spritzblasmaschine mit einem vor und zurück rotierenden Mittelteil, an welchem an zwei gegenüberliegenden Seitenflächen jeweils drei Kerne angeordnet sind. Das Mittelteil ist zwischen zwei äusseren Formhälften mit den Kernen zugeordneten Matrizen in einer Längsrichtung der Spritzblasmaschine bewegbar angeordnet, wobei eine erste der äusseren Formhälften stationär ist und die zweite äussere Formhälfte in der Längsrichtung der Spritzblasmaschine bewegbar ist. In der stationären äusseren Formhälfte werden Preforms an die Kerne einer Seitenfläche gespritzt. Durch eine Drehung des Mittelteils um 180° können die Kerne mit den gespritzten Preforms in die Position der zweiten äusseren Formhälfte gebracht werden, in welcher sie geblasen werden. Nach dem Auswerfen der geblase nen Teile bringt eine Rückdrehung des Mittelteils um -180° die Kerne wieder in die Ausgangsposition zum Spritzen. Das Mittelteil wird daher zwischen den Spritz- und Blasvorgängen jeweils um 180° und nicht endlos um eine vertikale Achse hin- und hergeschwenkt. Das Mittelteil ist hängend an seiner Haltevorrichtung befestigt und steht nicht mit den Holmen der Spritzblasmaschine in Wirkverbindung.

[0010] Die auf https://www.voutube.com/watch?v=sSY7wdixwCQ gezeigte «Single-Stage Injection Blow Molding Machine» der Fa. Golfang Ltd. zeigt ebenfalls eine Spritzblasmaschine, bei welcher ein rotierbares Mittelteil zwischen zwei äusseren Formhälften zwischen Spritz- und Blasvorgängen jeweils um 180° um eine vertikale Achse hin- und hergeschwenkt wird. Das rotierbare Mittelteil ist für die Bewegung entlang einer Längsrichtung der Spritzblasmaschine an Holmen geführt.

DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

[0011] Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zum Herstellen von hohlen Produkten aus Kunststoff zu zeigen, welche eine deutlich bessere Effizienz und einen einfacheren Aufbau aufweist als die aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen.

[0012] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch eine Formvorrichtung und ein Verfahren gemäss den unabhängigen Ansprüchen gelöst.

[0013] Eine Ausführungsform der erfindungsgemässen Formvorrichtung zur Herstellung eines Produktes durch Spritzgiessen, Blasformen, Spritzblasen oder Streckblasen von Kunststoff umfasst mindestens ein um eine Drehachse drehbares Formmittelteil, welches typischerweise zwei oder vier bezüglich der Drehachse einander gegenüberliegend angeordnete Seitenflächen aufweist, an welchen innere Formhälften angeordnet sind. Sowie mindestens eine einer inneren Formhälfte zur Bildung von Kavitäten in einer Schliessstellung der Formvorrichtung zusammenwirkende äussere Formhälfte.

[0014] Das Formmittelteil mit den inneren Formhälften ist in der Regel zwischen zwei äusseren Formhälften, welche in einer Schliessstellung mit den inneren Formhälften zur Bildung von Kavitäten Zusammenwirken können, angeordnet, wobei die äusseren Formhälften vorzugsweise linear entlang einer Achse der Formvorrichtung bewegbar sind. Durch eine lineare Bewegung der äusseren Formhälften zum Formmittelteil hin oder vom Formmittelteil weg kann die Formvorrichtung geschlossen (Schliessstellung) oder geöffnet (Offenstellung) werden. Die Offenstellung ist so gewählt, dass das Formmittelteil ungehindert um seine Drehachse drehen kann.

[0015] Pro innere Formhälfte ist in der Regel mindestens ein mit dem Formmittelteil mitdrehend angeordnetes erstes Verbinderelement vorhanden, welches so angeordnet ist, dass es in einer Schliessstellung der Formvorrichtung mit mindestens einem zweiten nicht mit dem Formmittelteil mitdrehenden Verbinderelement z.B. zur Stromversorgung und/oder Datenübertragung zusammenwirkt, bzw. mit diesem wirkverbindbar ist. Das mindestens eine zweite Verbinderelement kann z.B. an einer Haltevorrichtung des drehbaren Formmittelteils und/oder einer der äusseren Formhälften und/oder einer Formaufspannplatte und/oder einem Maschinenbett angeordnet sein.

[0016] Die zu verbindenden Verbinderelemente können so angeordnet sein, dass sie durch die Schliessbewegung der Formvorrichtung miteinander wirkverbunden werden. Alternativ oder in Ergänzung kann eine Vorrichtung (Antrieb) vorgesehen werden, mittels der das Wirkverbinden losgelöst von der Bewegung des Formmittelteils, bzw. der Formhälften erfolgt.

[0017] Beispielsweise kann zum Wirkverbinden ein erstes Verbinderelement relativ zu einem zweiten Verbinderelement in einer Wirkverbindungsrichtung mittels einem Antrieb verschiebbar angeordnet sein. Gute Resultate können mit einem Linearantrieb erreicht werden. Je nach Ausgestaltung und Anwendungsgebiet kann der Antrieb am drehbaren Formmittelteil und/oder einer der äusseren Formhälften und/oder einer Formaufspannplatte und/oder einem Maschinenbett und/oder einer Haltevorrichtung für das drehbare Formmittelteil angeordnet sein.

[0018] Die ersten und die zweiten Verbinderelemente können für das Übertragen von vergleichsweise hohen Wechsel-und/oder Gleichströmen verwendet werden, z.B. als Energieversorgung für Heiz- oder Kühlelemente oder Aktuatoren oder einer Kombination davon. Insbesondere bei einem endlos um eine Achse drehbaren Formmittelteil stellt die Kontaktierung aufgrund der Drehbewegung eine besondere Herausforderung dar. Aufgrund der Drehbewegung ist oft eine gewöhnliche Verkabelung nicht möglich oder sie behindert die Drehbewegung.

[0019] Dadurch wird eine intermittierende Stromversorgung des Formmittelteils bzw. der inneren Formhälfte ermöglicht. Bei geöffneter Konfiguration der Formvorrichtung kann das Formmittelteil oder können die zu kontaktierenden Bestandteile elektrisch isoliert sein. Dies ist vorteilhaft, da die meisten zu kontaktierenden Bestandteile des drehbaren Formmittelteils, wie zum Beispiel Heizelemente oder Drucksensoren, meist nur in Schliessstellung der Formvorrichtung elektrisch betrieben werden müssen. Weiter bietet die erfindungsgemässe Verbinderanordnung mit dem ersten und dem zweiten Verbinderelement den Vorteil, dass Verkabelungsprobleme aufgrund von Drehbewegungen vermieden werden können. Bekannte Kontaktierungen aus dem Stand der Technik hingegen, welche über die Drehachse des Formmittelteils laufen, müssen die Drehbewegungen des Formmittelteils aufnehmen, was zu Ermüdungsproblemen führen kann.

[0020] Die erfindungsgemässe Verbinderanordnung ist insofern flexibel, als dass sie ohne grossen Aufwand in bestehende Formvorrichtungen mit drehbarem Formmittelteil integriert werden kann, da die Verkabelungen und die Verbinderelemente auf einfache Weise an das Formmittelteil oder an die äusseren Formhälften angebracht werden können, ohne deren Aufbau gross zu verändern.

[0021] In einer Ausführungsform ist das Formmittelteil endlos um eine Drehachse drehbar. Die erfindungsgemässe Anordnung der Verbinderelemente bietet den Vorteil, dass für die elektrische Kontaktierung keine Einschränkungen des Drehwinkels oder der Drehrichtung des Formmittelteils gegeben sind, da die Stromversorgung von der Drehbewegung des Formmittelteils entkoppelt ist. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass eine selektive Ansteuerung möglich ist, da die Verbinderelemente so angeordnet werden können, dass jeweils nur die gerade aktiven Bereiche z.B. mit Energie versorgt werden.

[0022] In einer Ausführungsform ist das mindestens eine erste Verbinderelement mit am Formmittelteil und/oder an der inneren Formhälfte angeordneten Heizelementen elektrisch verbunden. Heizelemente sind insbesondere für Blasformprozesse von Wichtigkeit, da die Preforms vor dem Blasvorgang auf eine zum Blasen geeignete Temperatur erwärmt werden müssen. Im Unterschied zum Stand der Technik können eines oder mehrere Heizelemente mit am Formmittelteil angeordneten Kernen wirkverbunden oder in diese integriert werden. Dazu können die Kerne eine Nut aufweisen, in welche ein Heizdraht eingelegt wird. Die Beheizung der Kerne kann in Art mittels Widerstandsheizelementen oder mittels induktiven Heizelementen erfolgen, welche ein besonders schnelles Aufheizen ermöglichen.

[0023] Alternativ oder in Ergänzung können zwei Verbinderelemente induktiv mit einander gekoppelt werden. Dies hat den Vorteil, dass z.B. die Heizelemente drahtlos stromversorgt werden können.

[0024] In der Regel sind an den inneren Formhälften Kerne und an den äusseren Formhälften den Kernen korrespondierend ausgebildete Matrizen, bzw. Kavitäten angeordnet. In einer Ausführungsform umfasst die innere Formhälfte Blaskerne, an oder innerhalb welchen die Heizelemente angeordnet sind. Dadurch können an den Blaskernen haftende Preforms vor dem Blasen über die Blaskerne aufgewärmt werden. Eine Aufheizung über die Blaskerne ist vorteilhaft, da die thermische Kopplung zwischen den Blaskernen und Preforms vergleichsweise hoch ist und daher z.B. im Vergleich zu einer herkömmlichen Heizstation, in dem die Preforms durch IR Strahlung von aussen geheizt werden, eine effizientere Heizleistung ermöglicht und damit weniger Energie benötigt wird. Durch die gesteigerte Heizleistung kann weiter die Zykluszeit verkürzt werden, da die Preforms innerhalb kürzerer Zeit die gewünschte Temperatur zum Blasformen erreichen können. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Preforms nach dem Heizen direkt geblasen werden können, ohne die inneren Formhälften bewegen zu müssen. Daher entfällt die Notwendigkeit einer separaten Heizstation. Durch das Wegfallen einer separaten Heizstation kann eine zusätzliche Seitenfläche des drehbaren Formmittelteils, welche wie im Stand der Technik üblich für den Heizvorgang vorgesehen war, frei werden und für einen weiteren Bearbeitungsschritt benutzt werden. Eine solche Nutzung der zusätzlich frei werdenden Seitenfläche kann z.B. zur Herstellung von Mehrkomponentenprodukten oder zur Erhöhung des Ausstosses dienen, wie weiter unten erläutert wird. Ein weiterer Vorteil des Heizens und des Blasens an der gleichen Seitenfläche ist, dass die Preforms nicht überhitzt werden müssen, was bei herkömmlichen Blasformvorrichtungen oft der Fall ist, da die Preforms während der Bewegung von der Heizstation zur Blasstation abkühlen können.

[0025] Alternativ oder in Ergänzung kann das mindestens eine erste Verbinderelement mit am Formmittelteil und/oder an der inneren Formhälfte angeordneten Sensoren, vorzugsweise Druck- und/oder Temperatursensoren, elektrisch verbunden sein. Alternativ oder in Ergänzung kann das mindestens eine erste Verbinderelement mit am Formmittelteil und/oder an der inneren Formhälfte angeordneten Kühlelementen elektrisch verbunden sein.

[0026] Vorzugsweise sind das mindestens eine erste und das mindestens eine zweite Verbinderelement elektrische Steckverbinderelemente. Die Steckverbinderelemente weisen bei Bedarf beweglich angeordnete Verbinderstifte, bzw. dazu korrespondierend ausgestaltete Verbinderbuchsen auf. Die Verbinderstifte und die Verbinderbuchsen weisen mit Vorteil zumindest bereichsweise einen sich verjüngenden Querschnitt auf, welcher ein einfaches Stecken ermöglicht. In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Verbinderstifte und die dazu kompatiblen Verbinderbuchsen konisch ausgestaltet, so dass sie einfach ineinander gesteckt werden können. Die Verbinderstifte und die dazugehörigen Verbinderbuchsen können relativ zu einander in einem gewissen Mass beweglich angeordnet sein, so dass allfällige Positionierungsungenauigkeiten ausgeglichen werden können. Bei Bedarf können die Verbinderstifte und/oder die Verbinderbuchsen z.B. gegen die Kraft einer Feder auslenkbar angeordnet sein. Bei Bedarf können eines oder mehrere Zentriermittel vorgesehen werden, welche beim Steckvorgang zum Vorzentrieren der Verbinderelemente dienen. Die Zentriermittel sind mit Vorteil so angeordnet, dass sie zuerst ineinander greifen, bevor die Verbinderelemente miteinander in Kontakt treten.

[0027] Die Schaltung der Ströme, welche mittels der Verbinderelemente übertragen werden erfolgt in der Regel nicht mittels der Verbinderelemente, sondern mittels einem oder mehreren Schaltern. D.h. die Verbinderelemente werden mit Vorteil im stromlosen Zustand gesteckt und erst danach wird der elektrische Kreislauf durch den mindestens einen Schalter geschlossen. Der mindestens eine Schalter ist mit Vorteil auf der nicht drehbar angeordneten Seite angebracht. Der Schalter kann durch die Formbewegung aktiviert werden. In der Regel werden das erste und das zweite Verbinderelement vor der Energieübertragung relativ zueinander verschoben. Dies kann über einen separaten Antrieb erfolgen, der zu diesem Zweck aktiviert wird und das erste mit dem zweiten Verbindelement durch eine relative Bewegung der beiden zueinander in Wirkverbindung bringt.

[0028] In einer Ausführungsform umfasst die Formvorrichtung drei äussere Formhälften und das Formmittelteil vier Seitenflächen mit vier inneren Formhälften, wobei eine erste und eine zweite äussere Formhälfte mit einer ersten und einer zweiten an gegenüberliegenden Seitenflächen angeordneten inneren Formhälfte zum Spritzgiessen Zusammenwirken und eine dritte äussere Formhälfte mit einer dritten inneren Formhälfte zum Blasformen zusammenwirkt, und die vierte Seitenfläche zur Kühlung, bzw. zur Entnahme der gespritzten Formteile dient. Diese Ausführungsform eignet sich insbesondere für das Herstellen von Mehrkomponentenprodukten. Zum Beispiel kann in den von der ersten äusseren Formhälfte und der ersten inneren Formhälfte gebildeten Kavitäten mittels Spritzgiessen von einem ersten Kunststoff eine erste Komponente der Produkte geformt werden. Nach dem Öffnen der Formvorrichtung können diese Produkte mit der ersten Komponente durch Drehung des Formmittelteils zur Kühlung auf die Position der vierten Seitenfläche gebracht werden. Eine weitere Drehung bringt die abgekühlten Produkte mit der ersten Komponente auf die Position der zweiten Seitenfläche, wo mittels Spritzgiessen von einem zweiten Kunststoff eine zweite Komponente der Produkte angeformt werden kann, wobei die zweite Komponente als Preform für das anschliessende Blasformen dienen kann. Durch eine weitere Drehung können diese Produkte in die Position der dritten Seitenfläche gebracht werden, wo z.B. die zweite Komponente (die Preform) des Produktes durch Blasformen geformt werden kann. In dieser Position können die Blaskerne der inneren Formhälfte auf die zum Blasen erforderliche Temperatur aufgeheizt werden, wobei die Heizelemente zur Aufheizung der Blaskerne durch Kontaktierung des mindestens einen ersten Verbinderelements mit dem mindestens einen zweiten Verbinderelements stromversorgt werden können, da in der zum Blasformen geschlossenen Konfiguration der Formvorrichtung die ersten und zweiten Verbinderelemente elektrisch verbunden werden können.

[0029] Optional können das mindestens eine erste und das mindestens eine zweite Verbinderelement an Zentriermitteln angeordnet sein, welche am Formmittelteil oder an den inneren Formhälften und an den äusseren Formhälften angeordnet sind. Die Anordnung der Verbinderelemente an den Zentriermitteln ist vorteilhaft, da eine genaue Ausrichtung der inneren Formhälften und der äusseren Formhälften bei der Schliessung der Formvorrichtung durch die Zentriermittel erreicht werden kann und somit gleichzeitig eine optimale Ausrichtung der Verbinderelemente für die Wirkverbindung derselben sichergestellt werden kann.

[0030] Weiter betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines Produkts mit einer Formvorrichtung gemäss der vorliegenden Offenbarung, dadurch gekennzeichnet, dass das Formmittelteil und/oder die innere Formhälfte mit Strom versorgt wird, wenn die Formvorrichtung in der geschlossen Konfiguration ist und das mindestens eine erste und das mindestens eine zweite Verbinderelement wirkverbunden sind.

KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN

[0031] Aspekte der Erfindung werden nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit den Figuren näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Ausführungsform der Formvorrichtung in perspektivischer Ansicht von schräg oben rechts, wobei die Formvorrichtung in geöffneter Konfiguration gezeigt ist;

Fig. 2 die Formvorrichtung aus Fig. 1 in einer Ansicht von schräg oben links;

Fig. 3 die Formvorrichtung aus Fig. 1 in perspektivischer Ansicht von schräg oben rechts, wobei die Formvorrichtung in geschlossener Konfiguration gezeigt ist;

Fig. 4 die Formvorrichtung aus Fig. 2 in einer Ansicht von schräg oben links;

Fig. 5 eine Haltevorrichtung mit einem drehbaren Formmittelteil in einer perspektivischen Darstellung;

Fig. 6 Detail D gemäss Fig. 5.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN

[0032] Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer Formvorrichtung 1 in einer offenen Konfiguration von schräg oben und rechts. Die Formvorrichtung 1 umfasst ein um eine Drehachse 9 (z-Richtung) drehbares Formmittelteil 2 mit vier an Seitenflächen 3a, 3b, 3c, 3d angeordneten inneren Formhälften 4a, 4b, 4c, 4d, und eine erste und eine zweite äussere Formhälften 5a, 5b, welche entlang von Holmen 15 einer Spritzgiessmaschine (nicht näher dargestellt) in Richtung einer Achse x relativ zum Formmittelteil 2 bewegbar sind. An den inneren Formhälften 4a-d sind nach aussen vorstehende Kerne 6 angeordnet. Die Kerne 6 können z.B. zum Spritzgiessen (Spritzkerne) und/oder Blasformen (Blaskerne) von Teilen aus Kunststoff dienen. Andere Ausgestaltungen sind möglich.

[0033] Das Formmittelteil 2 ist gegenüber den Holmen 15, bzw. einem Maschinenbett der Spritzgiessmaschine mittels einer Haltevorrichtung gelagert, welche hier jedoch nicht näher dargestellt ist.

[0034] Die äusseren Formhälften 5a, 5b umfassen korrespondierend ausgebildete erste und zweite Matrizen 7a, 7b, welche den Kernen 6 zugeordnet sind und in einer geschlossenen Konfiguration (Schliessstellung, vgl. Fig. 3 und 4) mit diesen zu Kavitäten Zusammenwirken, welche zum Formen der herzustellenden Teile dienen.

[0035] An den inneren Formhälften 4a-d sind erste Verbinderelemente 8 angeordnet, welche bei einer Drehung des Formmittelteils 2 mitdrehen. Von den ersten Verbinderelementen 8 verlaufen elektrische Leitungen (nicht näher dargestellt) zu den Kernen 6. Die Kerne 6 können z.B. Heizelemente umfassen, welche durch die elektrischen Leitungen kontaktiert werden. An den beiden äusseren Formhälften 5a, 5b, welche bezüglich der Drehachse 9 diametral zum Formmittelteil 2 angeordnet sind, sind zweite Verbinderelemente 10 angeordnet, welche mit den ersten Verbinderelementen 8 beim Schliessen der Formvorrichtung 1 wirkverbindbar sind, was hier schematisch durch die gepunkteten Linien 18 schematisch angedeutet ist. Die zweiten Verbinderelemente 10 bewegen sich mit den äusseren Formhälften 5a, 5b mit. Von den zweiten Verbinderelementen 10 verlaufen elektrische Leitungen nach aussen zu einer externen Stromquelle, bzw. einer Steuereinheit (nicht gezeigt). In der gezeigten Ausführungsform sind die Verbinderelemente 8, 10 auf den inneren, bzw. den äusseren Formhälften 4a-4d, 5a, 5b angeordnet. Je nach Ausgestaltung und Anwendungsgebiet können diese alternativ oder in Ergänzung seitlich und/oder unterhalb und/oder innerhalb der beim Schliessen aneinanderstossenden Wirkverbindungsflächen angeordnet sein. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die zweiten Verbinderelemente 8, wie in den Fig. 5 und 6 an einer Haltevorrichtung für das drehbare Formmittelteil 2 anzuordnen.

[0036] Bei geschlossener Konfiguration der Formvorrichtung 1 sind die ersten Verbinderelemente 8 in der Regel direkt mit den zweiten Verbinderelementen 10 wirkverbunden, so dass eine gezielte Stromversorgung des Formmittelteils 2 oder eines Bereiches davon gewährleistet ist. Z.B. können so in den Kernen 6 angeordnete oder mit diesen wirkverbundene Heizelemente (nicht näher dargestellt), welche zum Anpassen der Temperatur der Kerne 6 dienen, mit Energie versorgt werden. In einer Variante werden die Verbinderelemente 8,10 nicht gleichzeitig mit dem Schliessen der Formvorrichtung 1 wirkverbunden, sondern zeitlich versetzt. Dazu sind die Verbinderelemente 8, 10 zumindest auf einer Seite beweglich gelagert und über einen entsprechenden Mechanismus verschiebbar. Alternativ oder in Ergänzung können die Verbinderelemente 8, 10 so angeordnet sein, dass sie bereits vor dem kompletten Schliessen der Formvorrichtung 1 in Wirkverbindung treten. Dies kann erreicht werden, indem ein erstes Verbinderelement zumindest auf einer Seite vorstehend angeordnet ist, so dass dieses beim Schliessen der Formvorrichtung zuerst mit dem zugeordneten zweiten Verbinderelement in Kontakt tritt und dann, z.B. gegen die Kraft einer Feder ausgelenkt wird, bis die Formvorrichtung 1 ihre endgültige Schliessposition erreicht hat. Alternativ oder in Ergänzung kann ein zweites Verbinderelement 10 an einer Halterung für das drehbare Formmittelteil 2 befestigt werden und bei Bedarf über einen eigenen Bewegungsantrieb zum Wirkverbinden mit dem ersten Verbinderelement 8 aufweisen.

[0037] Die Verbinderelemente 8,10 werden in der Regel bei abgeschalteter Stromversorgung gesteckt, bzw. voneinander getrennt, um allfällige Funkenbildung zu vermeiden. Die Stromversorgung, bzw. die Ansteuerung, weist hierzu ein geeignetes Schaltelement (beide nicht näher dargestellt) auf. In der offenen Konfiguration der Formvorrichtung 1 ist das Formmittelteil 2 bzw. sind die inneren Formhälften 4a-4d in der Regel nicht stromversorgt. Die gezeigte Ausführungsform der Formvorrichtung 1 ermöglicht eine intermittierende Stromversorgung des Formmittelteils 2 bzw. der inneren Formhälften 4a-4d. In der gezeigten Ausführungsform sind an jeder Seitenfläche 3a-3d des Formmittelteils 2 erste Verbinderelemente 8 angeordnet. Alternativ kann auch nur ein einziges erstes Verbinderelement 8 am Formmittelteil 2 angeordnet sein, welches die Stromversorgung aller inneren Formhälften 4a-4d sicherstellen kann. In diesem Fall wäre das erste Verbinderelement 8 nicht drehbar angeordnet.

[0038] Die äusseren Formhälften 5a, 5b umfassen in der gezeigten Ausführungsform weiter Zentriermittel 11, welche zur Ausrichtung der inneren Formhälften 4a-4d und der äusseren Formhälften 5a, 5b zueinander dienen.

[0039] Fig. 3 zeigt die Formvorrichtung 1 aus Fig. 1 in einer Ansicht von schräg oben rechts, wobei die Formvorrichtung 1 in einer geschlossenen Konfiguration (Schliessstellung) gezeigt ist. Fig. 4 zeigt dieselbe Formvorrichtung 1 von schräg oben links. In der gezeigten Ausführungsform dienen die Seitenflächen 3a und 3c, die inneren Formhälften 4a und 4c sowie die äusseren Formhälften 5a und 5c zum Spritzgiessen. Die Seitenfläche 3b, die innere Formhälften 4b sowie die äussere Formhälfte 5b können für einen weiteren Formvorgang - wie nachfolgende beschrieben - verwendet werden.

[0040] Ein solcher Formvorgang kann vereinfacht dargestellt wie folgt aufgebaut sein: Spritzgiessen einer ersten Komponente der Produkte mit einem ersten Kunststoff in den von der inneren Formhälfte 4a und der äusseren Formhälfte 5a gebildeten Kavitäten; Drehung des Formmittelteils 2 um 90°, so dass die gespritzten Produkte der ersten Komponente auf die Seitenfläche 3d zu liegen kommen; Auskühlen der gespritzten Produkte der ersten Komponente auf der Seitenfläche 3d; Drehung des Formmittelteils 2 um 90°, so dass die ausgekühlten Produkte der ersten Komponente auf der Seitenfläche 3c zu liegen kommen; Anformen einer zweiten Komponente der Produkte durch Spritzgiessen mit einem zweiten Kunststoff, wobei die zweite Komponente als Preform für das anschliessende Blasformen dient; Drehung des Formmittelteils 2 um 90°, so dass die Produkte auf die Seitenfläche 3b zu liegen kommen; Heizen der Kerne auf eine für das Blasformen geeignete Temperatur; Blasformen der Preforms.

[0041] Fig. 5 zeigt in einer perspektivischen Darstellung einen Teil einer Haltevorrichtung 19 und einen durch diese gehaltenen Formmittelteil 2, welches um die Drehachse 9 gegenüber der Haltevorrichtung 19 drehbar gelagert ist. Die Haltevorrichtung 19 umfasst in der gezeigten Ausführungsform eine Basis 22, welche über Lagerschalen 23 an zwei gegenüberliegenden Holmen 15 einer Formvorrichtung 1 (vgl. Fig. 1 bis 4) gelagert ist. Anstelle der Holmen 15 kann eine Basis 22 auch über Führungsschienen auf einem Maschinenbett einer Spritzgiessmaschine (alles nicht näher dargestellt) abgestützt sein. An der Basis 22 ist eine Dreheinheit 21 befestigt, welche zur drehbaren Lagerung des Formmittelteils 2 um die Drehachse 9 dient. Fig. 6 zeigt Detail D aus Fig. 5 in einer vergrösserten Ansicht. Pro aktive Seitenfläche weist das drehbar angeordnete Formmittelteil 2 ein erstes Verbinderelement 8 auf, welches mit dem Formmittelteil 2 mitdreht. Ein zweites Verbinderelement 10 ist an der Haltevorrichtung 19 angeordnet. In der gezeigten Ausführungsform ist das zweite Verbinderelement 10 mittels eines Antriebes 24 in vertikaler Richtung (z-Richtung) verschiebbar angeordnet. Beim Antrieb

Claims

24 handelt es sich um einen Linearantrieb, welcher mit der Basis 22 wirkverbunden ist und pneumatisch angetrieben wird. Andere Antriebsformen sind möglich. Sobald das drehbare Formmittelteil 2 seine für den Produktionsschritt erforderlich Drehposition erreicht hat, wird der Antrieb 24 aktiviert und das zweite Verbinderelement 10 von oben in das erste Verbinderelement 8 eingesteckt und mit diesem wirkverbunden. Wie in Fig. 6 zu erkennen ist, weist das erste Verbinderelement 8 eine Wirkfläche 24 und das zweite Verbinderelement 10 eine korrespondierend ausgestaltete Gegenfläche 25 aufweist, welche beim Wirkverbinden miteinander in Kontakt treten und die Verbinderelemente quer zur Steckrichtung gegeneinander ausrichten. Die Wirkfläche 24 und/oder die Gegenfläche 25 sind in Steckrichtung gesehen mit Vorteil verjüngend ausgestaltet. Bei Bedarf kann mindestens eines der Verbinderelement 8, 10 gegen die Kraft einer Feder auslenkbar angeordnet sein. Ein Vorteil der gezeigten Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass sie einfach im Aufbau, von aussen zugänglich und damit wartungsfreundlich ist. Im Unterschied zu Ansätzen, welche auf Schleifringen zur Energieübertragung basieren, geht keine Bauhöhe verloren. Weiterhin können beinahe beliebig hohe Ströme übertragen werden. LISTE DER BEZUGSZEICHEN [0042] 1 Formvorrichtung 2 Formmittelteil 3a-3d Seitenflächen 4a-4d Innere Formhälften 5a, 5b Äussere Formhälften 6 Kern 7a, 7b Matrizen 8 Erste Verbinderelemente 9 Drehachse 10 Zweite Verbinderelemente 11 Zentriermittel 12 Produkt 15 Holm 16 Erste Formaufspannplatte (festsehende) 17 Zweite Formaufspannplatte (bewegliche) 18 Steckvorgang (schematisch) 19 Haltevorrichtung (Formmittelteil) 20 Traverse (Haltevorrichtung) 21 Dreheinheit (Haltevorrichtung) 22 Basis 23 Lagerschale 24 Antrieb 25 Wirkfläche 26 Gegenfläche Patentansprüche

1. Formvorrichtung (1) zur Herstellung eines Produktes (12) durch Spritzgiessen, umfassend a. ein um eine Drehachse (9) drehbares Formmittelteil (2) mit mindestens einer am Formmittelteil (2) angeordneten inneren Formhälfte (4a-4d); b. mindestens eine mit der inneren Formhälfte (4a-4d) zur Bildung von Kavitäten in einer geschlossenen Konfiguration der Formvorrichtung (1) zusammenwirkende äussere Formhälfte (5a, 5b), welche relativ zur inneren Formhälfte (4a-4d) in einer ersten Richtung (x) verschiebbar angeordnet ist; c. mindestens ein am Formmittelteil (2) angeordnetes erstes Verbinderelement (8); d. mindestens ein zweites Verbinderelement (10); wobei e. das zweite Verbinderelement (10) an einem nicht mit dem Formmittelteil (2) mitdrehenden Bereich der Formvorrichtung (1) befestigt ist und f. zumindest in einer geschlossenen Konfiguration der Formvorrichtung (1) mit dem ersten Verbinderelement (8) wirkverbunden ist.

2. Formvorrichtung (1) nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine zweite Verbinderelement (10) an der Haltevorrichtung (19) des drehbaren Formmittelteils (2) und/oder einer der äusseren Formhälften (5a, 5b) und/oder einer Formaufspannplatte (16,17) und/oder einem Maschinenbett angeordnet ist.

3. Formvorrichtung (1) nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das zum Wirkverbinden ein erstes Verbinderelement (8) relativ zu einem zweiten Verbinderelement (10) in Wirkverbindungsrichtung (z) verschiebbar angeordnet ist.

4. Formvorrichtung (1) nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste relativ zum zweiten Verbinderelement (8,10) mittels einem Antrieb (24) verschoben wird.

5. Formvorrichtung (1) nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (24) ein Linearantrieb ist.

6. Formvorrichtung (1) nach Patentanspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (24) am drehbaren Formmittelteil (2) und/oder einer der äusseren Formhälften (5a, 5b) und/oder einer Formaufspannplatte (16,17) und/ oder einem Maschinenbett angeordnet ist.

7. Formvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine erste Verbinderelement (8) mit mindestens einem am Formmittelteil (2) und/oder an der inneren Formhälfte (4a-4d) angeordneten Heizelement elektrisch verbunden ist.

8. Formvorrichtung (1) nach Patentanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Heizelement mit einem Kern (6) in Wirkverbindung steht.

9. Formvorrichtung (1) nach einem der Patentansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Heizelement ein induktives Heizelement ist.

10. Formvorrichtung (1) nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine zweite Verbinderelement (10) induktiv mit mindestens einem Heizelement koppelbar ist.

11. Formvorrichtung (1) nach einem der Patentansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Formhälfte mindestens einen Blaskern (6) umfasst, an oder innerhalb welchem ein Heizelement angeordnet ist.

12. Formvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine erste und das mindestens eine zweite Verbinderelement (8, 10) elektrische Steckverbinderelemente sind.

13. Formvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine erste Verbinderelement (8) mit einem Antrieb eines Streckstempels zum Streckblasen elektrisch verbunden ist.

14. Formvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Formvorrichtung (1) drei äussere Formhälften und das Formmittelteil (2) vier Seitenflächen mit vier inneren Formhälften (4a-4d) umfasst, wobei eine erste und eine zweite äussere Formhälfte (5a, 5b) mit einer ersten und einer zweiten an gegenüberliegenden Seitenflächen angeordneten inneren Form-hälften(4a-4d) zum Spritzgiessen Zusammenwirken und eine dritte äussere Formhälfte mit einer dritten inneren Formhälfte (4a-4d) zum Blasformen zusammenwirkt.

15. Formvorrichtung (1) nach einem der Patentansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Formvorrichtung vier äussere Formhälften und das Formmittelteil (2) vier Seitenflächen mit vier inneren Formhälften (4a-4d) umfasst, wobei eine erste und eine zweite äussere Formhälfte (5a, 5b) mit einer ersten und einer zweiten an gegenüberliegenden Seitenflächen (3a-3d) angeordneten inneren Formhälften (4a-4d) zum Spritzgiessen Zusammenwirken und eine dritte und eine vierte äussere Formhälfte (5a, 5b) mit einer dritten und einer vierten an gegenüberliegenden Seitenflächen (3a-3d) angeordneten Formhälften zum Blasformen Zusammenwirken.

16. Formvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine erste und das mindestens eine zweite Verbinderelement (8, 10) an Zentriermitteln angeordnet sind, welche am Formmittelteil (2) oder an den inneren Formhälften (4a-4d) und an den äusseren Formhälften (5a, 5b) angeordnet sind.

17. Formvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine erste Verbinderelement (8) mindestens eine Wirkfläche (25) und das zweite Verbinderelement (10) eine korrespondierend ausgestaltete Gegenfläche (26) aufweist, welche beim Wirkverbinden miteinander in Kontakt treten und die Verbinderelemente quer zur Steckrichtung gegeneinander ausrichten.

18. Formvorrichtung (1) nach Patentanspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Wirkfläche (25) und/oder die Gegenfläche (25) in Steckrichtung gesehen verjüngend ausgestaltet sind.

19. Formvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Verbinderelement (8, 10) beweglich angeordnet ist.

20. Formvorrichtung (1) nach Patentanspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Verbinderelement (8, 10) gegen die Kraft einer Feder auslenkbar angeordnet ist.

21. Verfahren zum Herstellen eines Produkts mit einer Formvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Formmittelteil (2) und/oder die innere Formhälfte (4a-5d) mit Strom versorgt wird, wenn die Formvorrichtung (1) in der geschlossen Konfiguration ist und das mindestens eine erste und das mindestens eine zweite Verbinderelement (8, 10) wirkverbunden sind.

22. Verfahren nach Patentanspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Verbinderelement (8, 10) vor der Energieübertragung relativ zueinander verschoben werden.

23. Verfahren nach Patentanspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass ein Antrieb (24) aktiviert wird, welcher das mit dem zweiten Verbindelement (8, 10) durch eine relative Bewegung der beiden zueinander in Wirkverbindung bringt.