CN103732376B - 用于生产包括不同成分的注塑模制部件的设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于由至少两个不同的子元件（15，16）生产塑料模制件的设备和方法。所述设备包括第一和第二半模（3）和一个带有中心和第三半腔（8，17）的可旋转的中心块（6）插入其中间，所述中心和第三半模与第一和第二半模限定第一和第二分离平面。第一腔室限定在第一分离平面中，在其腔室中第一塑料成分被引入，以此生产预制件（12）。当第一分离平面打开的时候，预制件（12）保持在中心半模（8）中，且当中心块（6）旋转时被带入第二分离平面中，在第二分离平面中，第二腔室由预制件（12）至少部分地被限定，在其腔室中第二塑料成分被引入，且生产第一子元件。第二子元件在附加的腔室中生产。当第二分离平面打开时，子元件（15，16）保持在中心和第三半模（8）中，且当中心块（6）旋转时，旋转进入侧面的装配位置。

Description

用于生产包括不同成分的注塑模制部件的设备及方法

技术领域

本发明涉及一种用于注塑模制和组装包括多个塑料成分的塑料部件的方法和设备，特别是如独立权利要求的前序中所要求的，带有可旋转立方体工具的注塑模制设备。

背景技术

具有一个或多个通常为立方体形式的旋转中心模具部件的用于注塑模制的注塑模制设备，在现有技术中是已知的。其用于，例如，多成分塑性部件的有效生产。

EP1155802公开了一种具有两个分离的平面和一个转动系统的注塑模制机器，该转动系统布置在一个固定和一个移动的模具安装板之间，且具有一个在侧表面带有半腔的中心旋转块。中心旋转块通过一个下部和一个上部保持设备保留在模具安装板之间，且能够围绕一个垂直轴线旋转。保持设备在注塑模制机器的连杆上被导向。为了补偿中心模具部件的重量，下部保持设备能够支撑在注塑模制机器的机床上。塑料成分通过注入站注入在模具安装板上半腔之间的腔室，这样来生产注塑模制部件。注入后，注塑模制部件能够保持在旋转块上，且转动到90°旋转的位置以便冷却和出坯。

WO2009/080827公开了一种具有一个横向布置在旋转块上的加工设备的注塑模制设备，所述加工设备是用于部件或中间产品的加工或操控，所述中间产品在第一或第二分离平面中生产且依附于旋转块。加工设备能够安装在一个注塑模制设备的十字杆件或支撑框上，且当旋转块旋转时随旋转块一起移动。进一步地，加工设备能够布置在支撑框架上，以便其能够在至少一个方向上移动，使其能够与旋转块相对安放。加工设备能够，例如，由一个压盖设备提供，或另一个部件能够被提供且通过加工设备应用于注塑模制部件。这个注塑模制设备不是为了生产包括多个不同塑料成分的塑料部件。

WO2004/103676同样地公开了，在带有立方体技术的注塑模制设备中，用多个子元件生产此种注塑模制部件。第一个加工区域中，两个子元件在腔室中生产，所述腔室在旋转立方体上的外部第一半模和第二半模之间形成。然后带有子元件的立方体旋转进入第二加工区域，在其中，子元件通过操控设备连接。通过旋转，进一步地，连接的子元件在第三加工区域中停止移动，在其中，其在第三腔室中与第三子元件连接，第三腔室的壁由第一或第二子元件在某一区域形成。通过旋转，进一步地，连接的子元件移动进入第四加工区域，在其中，其与注塑模制设备脱离。当使用这样一个注塑模制设备生产塑料部件时，在设备的两个侧面上均需要附加加工单元，其需要在生产过程中处理注塑模制部件。

DE102006016200描述了一种用于多成分塑料模制部件的生产方法，其中，熔融的塑料注入腔室中，所述腔室通过带有外部腔室半模和一个中心可旋转模具承载元件的两个外部模具安装板形成，该承载元件在两个分离的平面中带有至少四个半腔。这里，在第一步中，不同成分的预制件在两个分离的平面的第一腔室中生产。然后，模具承载元件旋转，且新的腔室由模具承载元件的其他半腔形成，其中，预制件保持在外部模具安装板的外部半腔中。在第二步中，预制件涂覆一层PUR涂层。包括夹持器和预处理单元的自动控制系统紧邻注塑模制设备布置，通过其，例如，分离制剂应用于半模的表面或分离制剂能够从最终元件移除。这里，不同的成分在可旋转模具承载元件的不同侧面完成，承载元件使成分的脱离和进一步加工更加困难。进一步地，插入半腔之间的夹持器必须在注塑模制设备的两个侧面提供，以便脱离零件。

根据US5518387，同样应用于一种用于从注塑模制设备脱离工件的设备。其基于摆臂，当注塑模制设备打开时，能够从侧面围绕平行于分离平面布置的旋转轴线摇摆进入分离平面。

发明内容

本发明的一个目的包括公开一种改善的用于包括多个塑料成分的塑料部件的注塑模制和组装的注塑模制设备，其能够简单迅速地实现生产，且能够简化塑料部件的精确定位。

进一步地，本发明的一个目的是提供一种用于生产包括多个塑料成分的塑料部件的方法，其促进了一种灵活快速的生产加工，且保证了较小公差的生产。

这个目的是通过独立权利要求和相关方法限定的注塑模制设备实现的。优化的实施例和各种变形能够由从属权利要求看到。

本发明的一种注塑模制设备特别用于塑料部件的生产，所述塑料部件由多个子元件组成，且至少一个子元件包括多个，例如，有区别的塑料材料或颜色。注塑模制设备具有第一半腔和第二半腔，与另一个在中心块上的半腔一起，能够在任何情况下形成用于子元件的腔室。半腔在模具安装板上提供，如果需要的话，可脱离地布置在注塑模制设备内。第二半腔能够沿着注塑模制设备的纵轴线相对于第一半腔在第一方向上滑动。中心块布置在第一和第二半腔之间以便它能够围绕一个轴线旋转，同时在第一方向上滑动。在至少一个侧表面上，中心块具有中心半腔，其与第一和第二半腔一起在第一和第二分离平面或第一和第二闭合位置内形成腔室。第一和第二半腔或模具安装板和中心模块能够布置在，例如注塑模制设备的连杆上，且能够，例如通过协调设备，相对于彼此在纵向方向的第一方向和相反的方向上移动，以便打开和闭合分离平面。

第一半腔与中心半腔一起形成腔室，用于接收第一塑料成分和模制用于第一子元件的预制件。当带有第一塑料成分的中心半腔已经旋转进入与第二半腔相对的第二闭合位置时，至少部分的第二半腔与在中心半腔中的预制件一起形成第二腔室，用于接收第二塑料成分和模制第一子元件。优选地，在第二分离平面中，与第一塑料成分不同的第二塑料成分引入第二腔室。

紧邻在第一或第二模具安装板上第一和/或第二半腔布置的第三半腔，布置在中心块上。在中心块上的第三半腔和第四半腔形成用于第二子元件的附加腔室。当中心块从第一注塑位置或第二注塑位置旋转进入组装位置的时候，这些第二子元件保持在第三半模中；同样地，第一子元件保持在中心半腔中。

工作设备布置在中心块的侧面，即工作设备紧邻中心块，以此种方式，其至少部分地位于与半模移动的第一方向的纵轴垂直的一个轴线上或紧邻这个纵轴。因此工作设备例如紧邻注塑模制设备的连杆。同时，工作设备也能够在连杆上或者在布置在连杆上的支撑元件上。当带有第一和第二子元件的中心和第三半腔已经旋转进入与工作设备相对的侧面组装位置时，第二子元件能够通过工作设备配合到第一子元件用于生产塑料部件。

采用本发明使用所述注塑模制设备由至少两个不同的子元件生产塑料部件的方法，预制件在第一半腔和中心半腔之间的腔室的第一闭合位置的第一分离平面内生产，且在第一分离平面的半腔打开后保持在中心块上或中心半模上。然后，中心块通过合适的旋转设备直接或间接地带入一个与第二半腔相对的位置，就是说带入第二分离平面并进入第二闭合位置。为此，中心块在一个或更多步骤中在从它的起始位置(第一注塑位置或闭合位置)在旋转的第一方向上旋转大约180°，在起始位置中，中心半腔位于与第一半腔相对的位置，以便中心块位于第二注塑位置或闭合位置中。在第二闭合位置中，至少部分的第二半腔与位于中心半腔中的预制件一起形成第二腔室，且与预制件相接的第二塑料成分注入第二腔室，以便生产第一子元件。第二塑料成分粘结到第一塑料成分，两种成分一起形成塑料部件的第一子元件。当第二分离平面打开的时候，第一子元件保持在中心块或中心半模上，且通过中心块的进一步旋转进入侧面的位置，优选地在当中心块离开第一注塑位置进入第二注塑位置的旋转的第一旋转方向上。就是说，中心块相对于起始位置旋转270°，在起始位置中，第一腔室形成，然后位于侧面的位置，在侧面位置中，中心半模位于与工作设备相对。这个位置对应于组装位置。完成的第一子元件支撑在中心块的侧表面上，因此侧表面以向外以合适的角度面对半腔的移动方向，且在工作设备的方向上。

预制件能够充分地包住在中心块侧面上的第二腔室，以便第二半腔完全地密封抵靠移动的模具安装板。或者，中心半腔的区域能够同样地有助于形成腔室，以便由预制件、中心半腔区域和第二半腔形成在第二分离平面上的腔室。

第二子元件在中心块和在第一或第二闭合位置中的第一或第二模具安装板之间的附加腔室中生产。为此，在中心块上的第三半腔与在第一或第二模具安装板上的第四半腔一起形成附加腔室。优选地，在第一闭合位置中的第二子元件由与预制件相同的材料组成，且在第二闭合位置中由应用于预制件的第二材料组成。工作设备组装第一和第二子元件来生产塑料部件，且在中心块上使塑料部件从半模上脱离。

用于注塑模制预制件和子元件的每个工作步骤能够采用本发明的注塑模制设备和方法在完成。通过此种方法，所有子元件的生产能够通过必要的用于控制此种工作步骤的进一步地工作步骤或附加工作实现不间断。在所有部件已经生产以后，不同的子元件能够组装到注塑模制设备的半腔移动方向的侧面。不必提供不同的工作机器，用于在中心块或注塑模制设备不同侧面上的无用的中间步骤。这简化和加快了加工生产程序。进一步地，当生产子元件时，子元件之间和子元件组装中的公差能够减少，这样能够高精度的生产塑料部件。如果必要的话，组装也能够在有序的移除之后在外部实现。

在一个实施例中，第一和第四半腔能够在第一模具安装板上形成并且，例如，在其上有规则地成排相对于彼此对角线并列布置。不同的半腔能够在安装板上沿矩形格－特别是正方形－分布，其中用于第一和第二子元件的半腔交替沿着成排或格的对角线。在中心块侧表面上的中心和第三半腔与第一或第二和第四半腔以互补的方式布置。为了保持第一和第二子元件，中心和第三半腔具有一个成形的配合或保持件，例如，来支撑子元件，其适合于打开分离平面并以此种方式子元件保持在成形的配合中。第一和第二子元件可脱离地容纳在他们各自的成形的配合中。

以上描述的中心和第三半腔的分布的结果，第一子元件在任何情况下以预先确定的一定的间距邻近第二子元件布置。用于形成塑料部件的两个相应的子元件交替地相对于彼此一定间隔相应的布置。

如果生产带有多于两个子元件的塑料部件，除了用于塑料部件的第一和第二子元件的半腔以外，能够提供另一个半腔以便生产另一个塑料部件的子元件。在此非常重要的是，子元件保持在中心块的相同侧表面上直到侧表面位于与工作设备相对，并因此在组装位置中。

工作设备能够可移动地保留在注塑模制设备上或，例如可移动地，布置在用于注塑模制设备的机床上。工作设备具有一个夹持器单元，例如，带有多种夹持器元件，夹持器单元在工作表面上提供、且与中心和第三半腔的对应布置。夹持器元件相应地分布在工作表面上，例如与在中心块上的半腔的格相符。夹持器元件能够被提供，例如，通过在工作表面内简单的开口或凹陷，夹持器元件的形状与子元件的形状相匹配，以此种方式子元件通过摩擦力保持在开口或凹陷中。通过夹持器元件，工作设备能够从中心块上移除第一或第二子元件，且分别在第二或第一子元件上装配他们。例如，第一子元件能够被夹在第二子元件上。为此，工作设备能够沿着格相对于中心块移动，在格中布置用于第一和第二子元件的半腔。以此，仅须克服预先确定第一和第二子元件之间的距离。

在注塑模制设备的实施例中，生产的塑料部件的所有子元件由半模生产，半模位于中心块的相同侧表面，第一子元件从半腔移除、且直接安装到邻近的第二子元件上，能够保证塑料部件的精确生产。当对应于彼此定位子元件时，能够改善公差的偏离。一方面，这是可能的，在中心块的相同侧表面上生产不同子元件，且相对于彼此成对对应。另一方面，用于生产第一和第二子元件的整个注塑模制加工实质上通过子元件进一步的加工步骤不间断，因此能够尽可能快速地完成。不同部件能够在相同侧面上夹持和组装。

基本上，无论如何，在从起始位置90°转动之后，也可以停止中心块。预制件能够在这个中间位置被冷却，例如通过冷却设备。然后中心块旋转另一个90°进入第二注塑位置。

以上描述的注塑模制设备和方法尤其有利于生产至少部分中空的塑料部件或子元件，特别是塑料盖子。当至少部分中空的子元件加入来形成塑料部件时，子元件精确的定线是必要的。在塑料盖子的情况下，必须保持小的公差以便保证盖子的密封。根据本发明，由于用于生产一起形成塑料部件的两个子元件的半腔的预先确定的对应，且由于如以上描述的子元件的注塑模制加工的快速完成，这是可能的。

根据本发明的设备，例如，特别适合用于生产用于饮料包装的盖子。例如，带有盖子的多部件底部部件在一个和同样的设备中能够容易地低成本、且具有非常高的精度的生产。高复杂度和为此昂贵的外部组装设备能够被省掉。如果必要的话，质量控制装置也能够并入设备。例如，第一部件能够在表面上90°时检查。另一个优点是，例如通过应用不同的压力，在移除之前，盖子能够在270°时或紧随其后测试泄漏。在另一个实施例中，设备具有多于一个的中心半模，部分制造的部件能够转移到中心半模或中心半模用于部件的预装配。

附图说明

基于附图的本发明优选的实施例在下面示出，附图仅仅是提供说明而不是以限定的方式进行解释。本发明的特征由附图将更加清楚，其被单独考虑并结合入本发明公开的部分。附图中：

图1示出了根据本发明的注塑模制设备的三维示意图，和

图2示出了图1中D的三维细节图。

具体实施方式

注塑模制设备1，具有一个带有第一半腔3的第一模具安装板2和带有位于与其相对位置的第二半腔的第二模具安装板4，如图1所示。模具安装板2和4通过连杆5彼此相连，以此种方式第二模具安装板4能够相对于第一模具安装板2在第一方向上沿注塑模制设备的纵向轴线滑动；根据图1在x-方向上。中心块6在第一和第二模具安装板之间，中心块6能够绕z轴旋转，且能够在上述第一方向上滑动。中心块具有四个侧表面7，其中，中心半腔8和第三半腔17与一个侧表面连接。中心块6通过一个上部和下部保持设备18可旋转地支撑在上部和下部的连杆5上。旋转设备21在上部保持设备18上以便旋转中心块。这里，旋转轴线与模具安装板运动的第一方向垂直；根据图1在z-方向上。传统的协调设备能够使用，以配合第一模具安装板2、中心块6和第二模具安装板4相对于彼此的运动。

工作设备9在中心块6的侧面提供，能够设计为例如一个多节机械臂。工作设备布置在由连杆5架设的注塑模制区域的外面，换句话说，相对于模具安装板的运动方向在y-方向上偏移提供。其实质上位于模具安装板2和4打开的位置，与中心块相对。在其面对注塑模制设备1的端部，工作设备具有一个工作面10，在工作面10上提供一个带有多个夹持器元件11的夹持器单元。

在第一分离面中，第一半腔3与中心半腔8一起形成了第一腔室，第一塑料成分注入第一腔室，在第一腔室中生产预制件12，在附图中的中心块的另一个侧面7′上大致地示出。进一步地，在中心块6上提供第三半腔17，在模具安装板2上提供第四半腔13，其一起形成第二子元件的腔室。在第二分离平面中，预制件12与在模具安装板4上的第二半腔一起形成第二腔室。以此，预制件密封第二半腔。

任何情况下，在第一和第二模具安装板2和4上提供用于连接注塑模制设备的开口14，开口将塑料成分引入腔室。第一塑料成分引入第一模具安装板2上的第一腔室，第二塑料成分引入第二模具安装板4上的第二腔室，其中第二成分与第一成分粘合以便生产第一子元件。

图2放大地示出了图1中标记为D的部分。由此，能够看到在中心块6的侧表面7上的中心半腔8和第三半腔17的分布。中心半腔8根据矩形网格等间隔成行布置。以一个限定的距离并列，第三半腔17同样地根据矩形网格等间隔成行布置，以便中心半腔和第三半腔对应于彼此相隔一定间隔交替提供。第三半腔17与每一个中心半腔8相关。基本上，半腔也能够以除了矩形以外的几何形状分布在侧表面7上，例如菱形格。在工作设备9上的夹持器元件11以相同的几何形状布置。

在中心块的起始位置，即在第一注塑模制位置，预制件12和第二子元件16由第一成分在第一分离平面内生产。注塑模制设备打开，其中预制件12和第二子元件16保持在中心块的中间和第三半腔内。中心块6在第二步中旋转180°进入第二注塑位置，其中侧表面7位于与第二模具安装板4相对的位置。图2中，通过举例，示出了预制件12和第二子元件16在与模具安装板4相对的中心块的侧表面7′上。注塑模制设备1闭合，这样形成第二腔室。然后第二塑料成分注入第二腔室以便第二子元件16能够完成。这样完成了塑料成分生产的注塑模制加工。

当注塑模制设备1在第二分离平面打开时，第一和第二子元件15和16保持在中心块6上的中心半腔和第三半腔。然后中心块在旋转方向上进一步旋转90°以便侧表面7布置在注塑模制设备的侧面且与工作设备相对。这个位置对应于一个组装位置。图2中可以看到，第一和第二子元件15和16相隔一定间隔成对地分布在中心块6的侧表面7上。第二子元件16与每一个第一子元件15相关。

现在，工作设备9的夹持器元件11能够夹持第二子元件16且把其放置在第一子元件15上。这个加工由第一箭头19大致地示出。由此，工作面10以一定间距沿着围绕两个相互相关的子元件的中心块6的侧表面10移动。当第一和第二子元件粘合，生产的塑料零件完成，其能够通过工作设备从中心块上移除。这个加工由第二个箭头20大致地示出。

中心块的一个侧面的位置在图中更清晰地示出。然而，其有利地提供了在中心块的所有四个侧表面上带有中心半腔和第三半腔的模具安装板以便快速生产塑料部件。当第二子元件在组装位置上与第一子元件连接时，位于中心块相对的侧表面上的预制件能够经历一个冷却阶段。

符号列表

1注塑模制设备

2第一模具安装板

3第一半腔

4第二模具安装板

5连杆

6中心块

7,7'侧表面

8中心半腔

9工作设备

10工作面

11夹持器元件

12预制件

13第四半腔

14开口

15第一子元件

16第二子元件

17第三半腔

18保持设备

19第一箭头

20第二箭头

21旋转设备

Claims (13)

1.一种注塑模制设备(1)，用于由至少一个第一和一个第二子元件生产塑料部件，其具有：

第一半腔(3)和，与其相对的，能够在第一方向(x)上滑动的第二半腔，

中心块(6)，布置在第一和第二半腔之间，能够围绕轴(z)旋转且能够在第一方向(x)上滑动，

中心块(6)在至少一个侧表面(7)上具有中心半腔(8)，其中，第一半腔(3)与中心半腔(8)一起形成第一腔室，用于在第一闭合位置接纳用于预制件(12)的第一塑料成分，

其中，布置在中心块(6)上的第三半腔(17)，与紧邻第一和/或第二半腔布置的第四半腔一起形成用于第二子元件(16)的附加腔室，和

一个工作设备(9)，布置在中心块(6)的侧面，其中

在第二闭合位置，至少一部分的第二半腔与中心半腔中的预制件(12)一起形成第二腔室，用于接纳第二塑料成分以及模制第一子元件(15)，和

第二子元件(16)和第一子元件(15)能够通过工作设备(9)在中心块(6)的组装位置中互相配合，其中所述组装位置在中心块的旋转方向上紧随第一和第二闭合位置之后。

2.如权利要求1所述的注塑模制设备，其特征在于，第一闭合位置形成第一分离平面，第二闭合位置形成第二分离平面，在第二分离平面中，中心半腔和第三半腔(8，17)旋转180°。

3.如权利要求1或2所述的注塑模制设备，其特征在于，第一、第四半腔(3，13)和第二、第四半腔交替地相对于彼此以一定间隔分别布置在第一模具安装板(2)以及第二模具安装板(4)上，第一模具安装板(2)和第二模具安装板(4)能够相对彼此在第一方向上滑动。

4.如权利要求1或2所述的注塑模制设备，其特征在于，中心和第三半腔(8，17)具有成形的配合来支撑子元件(15，16)。

5.如权利要求1或2所述的注塑模制设备，其特征在于，工作设备(9)能够相对于中心块(6)在第三或中心半腔的方向上和/或在第一或第二半腔的方向上横移。

6.如权利要求1或2所述的注塑模制设备，其特征在于，工作设备(9)在连杆(5)的外部，通过连杆，模具安装板(2，4)能够被移动。

7.如权利要求1或2所述的注塑模制设备，其特征在于，工作设备(9)具有一个带有多种夹持器元件(11)的夹持器单元，夹持器元件在工作面(10)上提供、且布置为与中心和第三半腔的布置对应。

8.如权利要求1或2所述的注塑模制设备，其特征在于，半腔形成用于生产至少一部分中空的塑料部件或子元件的腔室。

9.一种由至少两个不同的子元件(15,16)生产塑料部件的方法，其中第一半腔(3)和，与第一半腔(3)相对的第二半腔，能在第一方向(x)上滑动，中心块(6)布置在第一和第二半腔之间，能够围绕轴(z)旋转并在第一方向上滑动，且具有中心半腔(8)，中心块与第一和第二半腔一起形成第一和第二分离的平面，其特征在于，

在第一分离平面中，第一半腔(3)和中心半腔(8)一起形成第一腔室，且第一塑料成分引入第一腔室，以生产预制件(12)，

当第一分离平面打开的时候，预制件(12)保持在中心半腔(8)上，且通过旋转中心块(6)被带入第二分离平面，

在第二分离平面内，至少一部分的第二半腔与在中心半腔(8)中的预制件(12)一起形成第二腔室，第二塑料成分引入第二腔室并且与预制件连接，以此来生产第一子元件(15)，

在中心块(6)上的第三半腔(17)和在第一和/或第二分离平面内的第四半腔之间的附加腔室内生产第二子元件(16)，

当第二分离平面打开的时候，第一子元件(15)和第二子元件(16)各自保持在中心半腔(8)和第三半腔(17)上，且通过旋转中心块(6)旋转进入侧面的组装位置，和

工作设备(9)，布置在中心块(6)的侧面，然后将子元件(15,16)互相配合以便生产塑料部件，将塑料部件从半腔(8,17)中脱离。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，预制件(12)从第一分离平面旋转180°进入第二分离平面，且又旋转90°从第二分离平面旋转到与工作设备(9)相对的侧面的组装位置。

11.如权利要求9或10之一所述的方法，其特征在于，第一塑料成分在第一分离平面的第一闭合位置中加工，第二塑料成分在第二分离平面的第二闭合位置中加工。

12.如权利要求9或10所述的方法，其特征在于，第一和第二子元件的生产通过注塑模制实现，其中注塑模制通过子元件进一步的加工步骤实现不中断。

13.如权利要求9或10所述的方法，其特征在于，预制件(12)从第一分离平面旋转到侧面位置，在所述侧面位置其通过冷却设备冷却。