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Die Erfindung betrifft eine Einlegeeinheit zum Einlegen von Labels in eine Spritzgussform zur Herstellung von Kunststoffbehältern nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
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Zur Herstellung von Kunststoffbehältern mit Labels oder Etiketten werden zunächst die Labels in die Spritzgussform mit Hilfe einer Einlegeeinheit eingelegt. Anschließend wird die Spritzgussform geschlossen und der Kunststoff eingespritzt, der an die Innenseite der Labels angespritzt wird. Damit die Labels am Kunststoffbehälter eine genaue Lage haben, ist es notwendig, die Labels genau in der Spritzgussform zu positionieren. Die Einlegeeinheit hat eine Verfahreinheit, die längs eines Achsgrundkörpers aus einer Ruhestellung in eine Übergabestellung an der Spritzgussmaschine verfahren wird. Während des Betriebes erwärmt sich der Achsgrundkörper, was zu Durchbiegungen führt. Dies hat zur Folge, dass mit der Zeit die Labels von der Einlegeeinheit nicht mehr positionsgenau in der Spritzgussform abgelegt werden. Je länger der Achsgrundkörper ist, desto stärker ist die Durchbiegung und desto früher kommt es zu Störungen beim Spritzgießen infolge nicht sauber eingelegter Labels. Es kommt sogar vor, dass die Labels beim Zurückfahren der Einlegestempel infolge der ungenauen Positionierung wieder aus der Spritzgussform zurückgezogen werden.
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Um die Einlegegenauigkeit zu erhöhen ist es bekannt, die Führungen für die Laufwagen der Verfahreinheit zu kühlen. Zwischen den Führungsschienen und dem Achsgrundkörper werden zu diesem Zweck Kühlschienen eingelegt, die vom Kühlmedium durchströmt werden. Solche Einlegeeinheiten sind jedoch konstruktiv sehr aufwendig und verteuern die Einlegeeinheit.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Einlegeeinheit so auszubilden, dass mit ihr bei konstruktiv einfacher Ausbildung und kostengünstiger Herstellung die Labels auch bei längeren Betriebszeiten genau positioniert in die Spritzgussform einer Spritzgussmaschine eingelegt werden können.
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Diese Aufgabe wird bei der gattungsgemäßen Einlegeeinheit erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
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Bei der erfindungsgemäßen Einlegeeinheit sind die Führungsschienen in Bezug auf den Achsgrundkörper so angeordnet, dass der Wärmeeintrag während des Betriebes der Einlegeeinheit in den Achsgrundkörper zu keiner unzulässigen Verformung des Achsgrundkörpers führt. Aufgrund dieser Ausbildung bleiben die Verformungen des Achsgrundkörpers aufgrund der Wärmedehnungen, selbst wenn der Achsgrundkörper große Längen aufweist, so gering, dass die Einlegestempel der Einlegeeinheit die Labels genau positioniert in der Spritzgussform ablegen. Aufwändige Kühlmaßnahmen am Achsgrundkörper sind nicht erforderlich, so dass die Einlegeeinheit einen konstruktiv einfachen Aufbau hat und sich kostengünstig fertigen lässt.
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Vorteilhaft ist der Achsgrundkörper in Bezug auf seine Längs- und/oder seine Quermittelebene im Wesentlichen symmetrisch ausgebildet. Dadurch kann die bei längerem Einsatz der Einlegeeinheit entstehende Wärme gleichmäßig im Achsgrundkörper verteilt werden.
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Wesentlich ist hierbei die im Wesentlichen symmetrische Ausbildung in Bezug auf die Quermittelebene des Achsgrundkörpers.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform weist der Achsgrundkörper wenigstens einen in Verfahrrichtung der Verfahreinheit sich erstreckenden Tragkörper auf, der aus wärmeleitendem, vorzugsweise aus metallischem Material besteht.
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Bevorzugt ist der Tragkörper ein Rohr, das ein kostengünstiges Bauteil ist, nur geringes Gewicht aufweist und dennoch eine hohe Festigkeit hat.
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Der Tragkörper ist vorteilhaft an einander gegenüberliegenden Seiten mit jeweils einem Halter versehen, der ebenfalls aus wärmeleitendem, vorzugsweise aus metallischem Material besteht. Die Halter lassen sich an den Tragkörperseiten einfach befestigen, beispielsweise anschrauben. Hierbei ist es von Vorteil, wenn die Halter über ihre Länge und Breite flächig an den Tragkörperseiten anliegen. Dadurch wird die beim Einsatz der Einlegeeinheit entstehende Wärme optimal in den Tragkörper eingeleitet. Hierbei sind die Halter so am Tragkörper angebracht, dass der Wärmeeintrag von den Haltern in den Tragkörper zu keiner unzulässigen Verformung des Tragkörpers führt. Die Halter sind hierbei vorteilhaft in Bezug auf die Quermittelebene des Tragkörpers symmetrisch an den einander gegenüberliegenden Tragkörperseiten angebracht. Auch wenn die Halter geringfügig asymmetrisch in Bezug auf die Quermittelebene am Tragkörper vorgesehen sind, wird die unzulässige Verformung des Tragkörpers infolge des Wärmeeintrages vermieden.
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Die Halter sind vorteilhaft in halber Breite der Tragkörperseiten vorgesehen.
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An den Haltern sind die Führungsschienen befestigt, beispielsweise angeschraubt. Über die Führungsschienen und die Halter kann die entstehende Wärme an den Tragkörper abgegeben werden.
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Der hierdurch erzielte optimale Wärmeübergang wird noch verbessert, wenn die Breite der Halter kleiner, vorzugsweise kleiner als die halbe Breite der einander gegenüberliegenden Tragkörperseiten ist.
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Die Verfahreinheit ist vorteilhaft hängend am Achsgrundkörper gelagert.
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Bevorzugt ist im Tragkörper ein Teil des Antriebes für die Verfahreinheit untergebracht.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.
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Die Erfindung wird anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen
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1 in perspektivischer Darstellung eine erfindungsgemäße Einlegeeinheit für Labels in einer Übergabestellung an einer Spritzgussmaschine für Kunststoffbehälter,
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2 in perspektivischer Darstellung einen Teil der erfindungsgemäßen Einlegeeinheit,
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3 in vergrößerter Darstellung einen Teil der erfindungsgemäßen Einlegeeinheit gemäß 2,
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4 eine Vorderansicht eines Achsgrundkörpers der erfindungsgemäßen Einlegeeinheit.
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Mit der Einlegeeinheit werden Labels 1 in bekannter Weise in einen Spritzraum einer Matrize 2 einer Spritzgussmaschine 3 eingelegt. Sie hat üblicherweise mehrere Matrizen 2 mit entsprechenden Aufnahmeräumen. Die Einlegeeinheit 4 ist so ausgebildet, dass gleichzeitig in jede Matrize 2 mit Einlegestempeln 7 die entsprechenden Labels 1 eingelegt werden. Nach dem Einlegen der Labels 1 in die jeweiligen Matrizen 2 wird nach dem Schließen der Spritzgussform der Kunststoff zur Herstellung der Behälter bekannter Weise eingespritzt. Je nach Ausbildung des herzustellenden Kunststoffbehälters ist das Label am Boden oder am Umfang des Kunststoffbehälters vorgesehen. Es sind auch Kunststoffbehälter bekannt, bei denen zwei Labels vorgesehen sind, die am Umfang und am Boden des Kunststoffbehälters vorhanden sind. Die beiden Labels überlappen einander so, dass der Kunststoff im Bereich zwischen den beiden Labels von außen nicht sichtbar ist. Dies setzt eine präzise Position der beiden Labels in der Spritzgussform voraus. Mit der Einlegeeinheit 4 lassen sich die Labels 1 präzise in die Hohlräume der Matrizen 2 einlegen.
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Die Einlegeeinheit 4 hat eine Verfahreinheit 5, die hängend an einem Achsgrundkörper 6 verfahrbar gelagert ist. Die Verfahreinheit 5 hat in bekannter Weise die Einlegestempel 7, mit denen die Labels 1 in die Matrizen 2 eingelegt werden.
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Die Verfahreinheit 5 hat einen Grundkörper 8 (2) der mit Laufwagen 9 längs des Achsgrundkörpers 6 verfahrbar ist.
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Der Achsgrundkörper 6 hat einen Tragkörper 10, der vorteilhaft als viereckiges Rohr ausgebildet ist, aber auch jede andere geeignete Querschnittsausbildung haben kann. Der Tragkörper 10 besteht aus metallischem, d. h. gut wärmeleitendem Material, vorzugsweise aus Stahl. Der Tragkörper 10 ist in Bezug auf seine Längs- und Quermittelebene 21, 22 symmetrisch ausgebildet. Der Tragkörper 10 nimmt einen Teil eines (nicht dargestellten) Antriebes für die Verfahreinheit 5 auf. Dieser Antrieb ist ein Endlosantrieb, vorteilhaft ein Riemenantrieb, mit dem die Verfahreinheit 5 längs des Tragkörpers 10 verfahren werden kann. Der Obertrum dieses Riementriebes ist im rohrförmigen Tragkörper 10 platzsparend untergebracht.
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An den voneinander abgewandten Außenseiten der einander gegenüberliegenden Seitenwände 11, 12 des Tragkörpers 10 ist jeweils ein in Längsrichtung des Tragkörpers 10 sich erstreckender Halter 13, 14 vorgesehen. Die Halter erstrecken sich vorteilhaft über die Länge des Tragkörpers 10. Es ist aber auch möglich, die Halter 13, 14 aus mehreren aneinandergesetzten Halterabschnitten zu bilden. Die Halter 13, 14 sind vorteilhaft massiv ausgebildet und gut wärmeleitend mit dem Tragkörper 10 verbunden. Die beiden Halter 13, 14 sind vorteilhaft an die Seitenwände 11, 12 des Tragkörpers 10 angeschraubt. Es ist aber auch jede andere geeignete Befestigung der Halter 13, 14 am Tragkörper 10 möglich, solange der Wärmeübergang von den Haltern 13, 14 auf den Tragkörper 10 gewährleistet ist.
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Die Halter 13, 14, die aus wärmeleitendem, vorzugsweise aus metallischem Werkstoff, insbesondere Stahl, bestehen, können auch als Rohre ausgebildet sein.
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Die Halter 13, 14 haben viereckigen, im Ausführungsbeispiel rechteckigen Querschnitt und liegen mit einer Schmalseite an den Seitenwänden 11, 12 des Tragkörpers 10 an. Beide Halter 13, 14 sind vorteilhaft gleich ausgebildet. Sie sind in halber Breite der Seitenwände 11, 12 vorgesehen. Dadurch ist der Achsgrundkörper 6 in Bezug auf seine Längs- und seine Quermittelebene 21, 22 symmetrisch ausgebildet.
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Die Halter 13, 14 können selbstverständlich an den einander gegenüberliegenden Seitenwänden 11, 12 in Bezug auf die Quermittelebene 22 so geringfügig versetzt angeordnet sein, dass der aus dem Tragkörper 10 und den Haltern 13, 14 bestehende Achsgrundkörper 6 keine unzulässigen Verformungen infolge Wärmedehnung ausführt. Die Halter 13, 14 mit den an ihnen vorgesehenen Führungsschienen 17, 18 können mit ihrem Querschnittsflächen-Schwerpunkt um maximal 25% der quer zur Quermittelebene 22 gemessenen Höhe des Tragkörpers 10 von der Symmetrieebene 22 abweichen. Hat das Tragrohr 10 beispielsweise eine Höhe von 200 mm, dann kann der Querschnittsflächen-Schwerpunkt maximal um 50 mm nach oben oder nach unten von der Quermittelebene 22 versetzt zu ihr liegen.
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An der Unterseite 15, 16 der Halter 13, 14 ist jeweils eine Führungsschiene 17, 18 befestigt. Sie erstrecken sich in Längsrichtung des Halters 13, 14 mit Abstand zu den Seitenwänden 11, 12 des Tragkörpers 10. Die Führungsschienen 17, 18 werden von den Laufwagen 9 umgriffen. Wie 4 zeigt, haben die Laufwagen 9 Abstand von den Seitenwänden 11, 12 des Tragkörpers 10. Die Laufwagen 9 sitzen auf den Stirnseiten eines U-förmigen Befestigungsteils 19 des Grundkörpers 8 der Verfahreinheit 5. Der U-förmige Befestigungsteil 19 umgibt den Tragkörper 10 mit Spiel.
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Die Verfahreinheit 5 wird auf den beiden Führungsschienen 17, 18 mit jeweils zwei Laufwagen 9 geführt, die jeweils mit Abstand voneinander angeordnet sind. Dadurch lässt sich die Verfahreinheit 5 zuverlässig längs des Tragkörpers 10 verfahren. Die Führungsschienen 17, 18 sind an die Unterseite 15, 16 der Halter 13, 14 vorteilhaft angeschraubt. Die Führungsschienen 17, 18 können selbstverständlich auf jede andere geeignete Weise mit den Haltern 13, 14 verbunden sein.
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Zum Einlegen der Labels 1 wird die Verfahreinheit 5 aus einer zurückgezogenen Ausgangsstellung (3) nach dem Öffnen der Spritzgussform in eine Übergabestellung (1) längs der Führungsschienen 17, 18 verfahren. Nach dem Einlegen der Labels 1 fährt die Verfahrenheit 5 zurück in die Ausgangsstellung.
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Der Tragkörper 10 und die Halter 13, 14 bilden den Achsgrundkörper 6, der Längen von beispielsweise bis zu 4 m oder 5 m haben kann. Beim Einsatz der Einlegeeinheit 4 erwärmt sich der Achsgrundkörper 6, wobei die Temperatur mit zunehmender Einsatzdauer zunimmt. Da der Achsgrundkörper 6 symmetrisch bzw. im Wesentlichen symmetrisch in Bezug auf seine Längs- und seine Quermittelebene 21, 22 ausgebildet ist, wird die die Temperaturerhöhung verursachende Wärme gleichmäßig im Achsgrundkörper 6 verteilt, so dass er sich, insbesondere wenn er größere Längen hat, sich nicht oder nur in vernachlässigbarem Maße verformt. Die beim Einsatz der Einlegeeinheit 4 entstehende Wärme wird über die Führungsschienen 17, 18 und die Halter 13, 14 in die Seitenwände 11, 12 des Tragkörpers 10 eingeleitet. Da die Halter 13, 14 in halber Breite der Seitenwände 11, 12 vorgesehen sind, wird die Wärme gleichmäßig über die Wände des Tragkörpers 10 über dessen Länge und Umfang verteilt. Dadurch wird die Verformung des Tragkörpers 10 minimal gehalten, so dass sich der Tragkörper 10 und damit der Achsgrundkörper 6 nicht oder oder unwesentlich durchbiegt. Dadurch ist gewährleistet, dass in der Übergabestellung (1) die Labels 1 sauber in den Matrizen 2 positioniert werden können, so dass beim anschließenden Spritzgussvorgang der Kunststoff so an die Labels angespritzt wird, dass die Labels am fertigen Kunststoffbehälter exakt positioniert sind. Insbesondere lassen sich mit dieser Einlegeeinheit 4 zwei Labels, die am Boden und am Umfang des gespritzten Kunststoffbehälters vorgesehen sind, so zuverlässig und lagegenau positionieren, dass die beiden Labels einander einwandfrei überlappen. Dadurch wird sichergestellt, dass sich zwischen den Labels keine Lücke bildet, durch welche der Kunststoff sichtbar wird.
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Aufgrund der beschriebenen symmetrischen Gestaltung des Achsgrundkörpers 6 sind aufwändige Kühlmaßnahmen nicht erforderlich, so dass die Einlegeeinheit 4 kostengünstig gefertigt werden kann. Trotz der einfachen baulichen Gestaltung sind die Wärmedehnungen des Tragkörpers 10 so minimal, dass die Einlegepositionierung der Labels 1 in die Matrizen 2 der Spritzgussmaschine 3 nicht beeinträchtigt wird.
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Die Führungsschienen 17, 18 können auch unmittelbar an den Seitenwänden 11, 12 des Tragkörpers 10 befestigt sein, wobei die Führungsschienen so ausgebildet sind, dass die Laufwagen 9 ohne Berührung des Tragkörpers 10 in dessen Längsrichtung verfahren werden können. Die Führungsschienen 17, 18 sind dann in gleicher Weise in Bezug auf den Tragkörper 10 so angeordnet, dass der Wärmeeintrag in den Tragkörper 10 zu keiner unzulässigen Verformung des Tragkörpers 10 führt. Dabei können die Führungsschienen 17, 18 in Bezug auf die Quermittelebene 22 des Tragkörpers 10 so geringfügig versetzt angeordnet sein, dass der Achsgrundkörper, der in diesem Falle aus dem Tragkörper 10 und den Führungsschienen 17, 18 besteht, eine geringfügige asymmetrische Gestaltung hat. Diese Asymmetrie ist – wie bei den Haltern 13, 14 – jedoch nur so groß, dass die unzulässigen Verformungen vermieden bzw. nur so klein gehalten sind, dass die lagegenaue Positionierung der Labels in der Spritzgussform gewährleistet ist.
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Die Führungsschienen 17, 18 und die zugehörigen Halter 13, 14 können auch einstückig miteinander ausgebildet sein.
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Damit die Wärmeverteilung optimal ist, erstrecken sich die Halter 13, 14 nur über einen Teil der Breite der Seitenwände 11, 12. Die Breite 20 (4) der Halter 13, 14 im Berührungsbereich mit den Seitenwänden 11, 12 ist kleiner als die halbe Breite der Seitenwände 11, 12. In 4 ist für den Halter 13 durch gestrichelte Linien der Wärmeübergang zum Tragkörper 10 dargestellt. Da die Halter 13, 14 mittig an den Seitenwänden 11, 12 vorgesehen sind, ergibt sich eine gleichmäßige Wärmeverteilung im Tragkörper 10. Da die Halter 13, 14 über ihre Länge und Höhe flächig an den Außenseiten der Seitenwände 11, 12 anliegen, ist ein optimaler Wärmeübergang über die Länge der Halter 13, 14 sichergestellt.
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Der Tragkörper 10 ist vorteilhaft als Hohlkörper in der beschriebenen Weise ausgebildet. Er kann aber auch als Massivkörper ausgebildet sein. Auch dann ist infolge der beschriebenen symmetrischen Gestaltung des Achsgrundkörpers 6 gewährleistet, dass sich ein solcher Tragkörper nicht oder nur in unbedeutendem Maße durchbiegt, so dass die Labels 1 auch bei großer Länge des Tragkörpers 10 genau positioniert in die Spritzgussform eingelegt werden können.
