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BEREICH DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft Vorrichtungen und Verfahren zum Spritzgiessen komplexer Kunststoffprodukte und damit zusammenhängende Hilfsvorrichtungen.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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WO20025361A1 , die erstmals im Februar 2020 im Namen desselben Anmelders veröffentlicht wurde, ist auf eine Spritzgiessvorrichtung gerichtet, die ein Mittelteil und eine Drehvorrichtung zum Drehen des Mittelteils in der Spritzgiessvorrichtung umfasst. Die Drehvorrichtung umfasst eine Basis, die in Bezug auf eine Spritzgiessmaschine abgestützt ist. Eine daran befestigte Säule erstreckt sich in axialer Richtung oberhalb der Basis. Eine Hülse umgibt die Säule koaxial und ist zumindest teilweise im Mittelteil angeordnet. Die Hülse rotiert mit dem Mittelteil um die Säule. Die Säule ist in Bezug auf das Mittelteil abnehmbar angeordnet.
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WO18234504A1 , erstmals veröffentlicht im Dezember 2018 im Namen desselben Anmelders, ist auf eine Vorrichtung zum Spritzgiessen und Blasformen von Teilen, insbesondere Hohlkörpern aus mehreren Kunststoffkomponenten, gerichtet. Das Mittelteil weist paarweise zueinander angeordnete Seitenflächen auf, die relativ zueinander rotationssymmetrisch zur Rotationsachse des drehbaren Mittelteils angeordnet sind. In einer geschlossenen Position der Vorrichtung wirken sie im Bereich einer ersten, einer zweiten und einer dritten Trennebene mit entsprechend angeordneten Aussenflächen der ersten, der zweiten und der dritten Formhälfte zusammen, um mindestens eine erste, eine zweite und eine dritte Formkavität zu bilden. Mindestens eine erste Formkavität wird zur Herstellung eines ersten Kunststoffteils verwendet. Mindestens eine zweite Formkavität dient zur Herstellung eines zweiten Kunststoffbauteils. Mindestens eine dritte Formkavität dient dazu, ein erstes und/oder ein zweites Kunststoffteil, das/die darin angeordnet sind, durch Blasformen zu formen.
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US2004094866A2 wurde erstmals im Mai 2005 im Namen von Boutech NV veröffentlicht. Sie bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Spritzgussteilen, die aus mindestens zwei Komponenten bestehen. Ein erstes Spritzgussteil wird aus einer ersten Komponente in einem ersten Formabdruck gebildet, und ein zweites Spritzgussteil wird durch Einlegen des ersten Spritzgussteils in einen zweiten Formabdruck gebildet, indem eine zweite Komponente darauf angebracht wird. Es wird eine Form mit mindestens drei Serien von Formteilen verwendet. Die erste Serie und die zweite Serie davon arbeiten abwechselnd mit der dritten Serie zusammen, wobei zwischendurch ein gegenseitiges Umsetzen jedes ersten Spritzgussteils erfolgt. Die Formen sind drehbar angeordnet.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Das Spritzgiessen komplexer Teile, die aus mehreren Kunststoffkomponenten bestehen, stösst ab einer gewissen Komplexität der Teile oft an Grenzen. Ein Ziel der vorliegenden Offenbarung ist es, komplexe Teile, z.B. aus mehreren Materialkomponenten, durch Spritzgiessen in einer einzigen Spritzgiessvorrichtung effizienter herstellen zu können. Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Offenbarung ist es, eine Antriebseinheit für eine solche Spritzgiessvorrichtung bereitzustellen. Vorzugsweise ist die Antriebseinheit modular an der Aussenseite der Spritzgiessvorrichtung an einer leicht zugänglichen Stelle angebracht.
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Eine Spritzgiessvorrichtung gemäss der vorliegenden Offenbarung eignet sich zur Herstellung von Mehrkomponenten-Kunststoffprodukten durch Spritzgiessen mehrerer Komponenten aus Kunststoffmaterial in einer einzigen Vorrichtung. Die Spritzgiessvorrichtung umfasst in der Regel eine erste (äussere) Formhälfte und eine zweite (äussere) Formhälfte, die relativ zueinander in einer ersten Richtung zwischen einer offenen und einer geschlossenen Position verschiebbar sind. Zwischen der ersten und der zweiten Formhälfte ist ein Mittelteil angeordnet. Es umfasst einen, um eine Rotationsachse drehbaren, Mittelblock mit mindestens einem Paar von - in Bezug auf die Rotationsachse - gegenüberliegenden Seitenflächen.
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In der geschlossenen Position befindet sich ein Paar von Seitenflächen in einer ausgerichteten Position und steht mit den entsprechenden Seitenflächen der ersten und zweiten Formhälfte in einer ersten und zweiten Formtrennebene in Eingriff. Das andere Paar von Seitenflächen befindet sich in einer seitlichen Position und ist normalerweise von aussen zugänglich. Der Mittelblock wird vorzugsweise durch eine Haltevorrichtung in einer Spritzgiessmaschine gehalten. Die Haltevorrichtung besteht in der Regel aus einem oberhalb des Mittelblocks angeordneten oberen Lagerblock und einem unterhalb des Mittelblocks angeordneten unteren Lagerblock, wobei der Mittelblock zwischen diesen angeordnet ist. Gegebenenfalls ist eine Koordinationsvorrichtung vorhanden, die die erste und die zweite Formhälfte und das Mittelteil miteinander verbindet und dafür sorgt, dass das Mittelteil in der ersten Richtung mittig zwischen der ersten und der zweiten Formhälfte positioniert ist. In der Regel ist eine Rotationsachse des Mittelblocks senkrecht, vorzugsweise vertikal, zur ersten Richtung angeordnet. Jede Seitenfläche des Mittelblocks umfasst mindestens eine innere Kavitätenhälfte. Die inneren Kavitätenhälften sind in der Regel paarweise zueinander und rotationssymmetrisch zur Rotationsachse des drehbaren Mittelblocks angeordnet. In der offenen Position ist der Mittelblock in 90°-Schritten um die Rotationsachse zwischen der ersten Formhälfte und der zweiten Formhälfte drehbar. Die inneren Kavitätenhälften wechseln bei ihrer Bewegung um die Rotationsachse zwischen in einer sogenannten ausgerichteten Position und einer sogenannten seitlichen Position. In der ausgerichteten Position sind die inneren Kavitätenhälften mit der ersten und der zweiten Formhälfte ausgerichtet und bilden in der geschlossenen Position der Spritzgiessvorrichtung Kavitäten mit entsprechenden (gleichen oder unterschiedlichen) äusseren Kavitätenhälften, die an der ersten und der zweiten Formhälfte angeordnet sind. Die Kavitäten sind so konfiguriert, dass sie während der Produktion in der geschlossenen Position in jedem Zyklus mindestens eine Komponente aus verflüssigtem Kunststoffmaterial aufnehmen, um nach dem Aushärten des Materials ein Produkt daraus zu bilden. In der seitlichen Position sind die inneren Kavitätenhälften seitlich von der ersten und der zweiten Formhälfte in einer 90°-Position in Bezug auf die erste Richtung angeordnet und somit von aussen zugänglich. Die erste und die zweite Formhälfte sind im Betrieb üblicherweise an einer ersten Formhalteplatte und einer zweiten Formhalteplatte einer Spritzgiessmaschine befestigt. Die erste und die zweite Formhalteplatte sind relativ zueinander in der ersten Richtung entlang von Holmen verschiebbar, die üblicherweise Teil der Spritzgiessmaschine sind.
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Die mindestens eine innere Kavitätenhälfte umfasst vorzugsweise mindestens einen, in mindestens einer Richtung verschiebbaren Kavitätenabschnitt, wie er im Folgenden näher beschrieben wird. Die Spritzgiessvorrichtung umfasst ferner eine Antriebseinheit, die dazu ausgebildet ist, direkt oder indirekt, vorzugsweise in der geschlossenen Position der Spritzgiessvorrichtung, mit dem in der seitlichen Position angeordneten, von aussen zugänglichen verschiebbaren Kavitätenabschnitt zusammenzuwirken, um den verschiebbaren Kavitätenabschnitt von einer ersten Position in eine zweite Position zu bewegen. Dadurch wird es möglich, ein in einem vorangegangenen Spritzgiessschritt hergestelltes Zwischenteil von einer Kavität in eine andere zu überführen, in der es z.B. mit dem/der gleichen oder einem/einer anderen Material/Farbe umspritzt wird. Die Antriebseinheit ist vorzugsweise stationär gegenüber der ersten oder zweiten Formhälfte angeordnet. Sie greift vorzugsweise mechanisch durch eine lineare Verschiebung in der ersten oder einer dazu quer verlaufenden Relativbewegung in den verschiebbaren Kavitätenabschnitt ein.
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In einer bevorzugten Variante ist der mindestens eine verschiebbare Kavitätenabschnitt drehbar in Bezug auf die Seitenfläche des Mittelblocks, in der er angeordnet ist, angeordnet. Der verschiebbare Kavitätenabschnitt kann auf einem Drehteller angeordnet sein, der um eine entsprechende Rotationsachse drehbar ist, die vorzugsweise senkrecht zu der Seitenfläche des Mittelblocks angeordnet ist, in der der Drehteller angeordnet ist. Gegebenenfalls kann der verschiebbare Kavitätenabschnitt zusätzlich gegenüber dem Drehteller verschiebbar angeordnet sein, um noch komplexere Teile herzustellen. Dadurch ist es möglich, die Teile freizusetzen, wenn sie von einer Kavität in eine andere bewegt werden.
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Gute Ergebnisse lassen sich erzielen, wenn der verschiebbare Kavitätenabschnitt durch mindestens einen am Mittelblock angeordneten und von diesem abstehenden Betätigungsfinger betätigt wird, z. B. indem der Betätigungsfinger die verschiebbare Kavität bei einer linearen Bewegung des Drehtellers in Richtung der Rotationsachse verschiebt.
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Der Drehteller kann ein erstes Zahnrad umfassen, das so konfiguriert ist, dass es mit einem entsprechenden zweiten Zahnrad der Antriebseinheit in Verbindung steht. Die Verbindung kann z. B. während des Schliessens der Form oder durch eine Relativbewegung des ersten Zahnrads in Bezug auf das zweite Zahnrad in Richtung der Rotationsachse hergestellt werden. Das erste und das zweite Zahnrad sind vorzugsweise geradverzahnte Zahnräder. Je nach Anwendungsbereich sind auch andere Kupplungsarten möglich. Gute Ergebnisse lassen sich erzielen, wenn der Drehteller auf einer Plattform angeordnet ist, die in Richtung der Rotationsachse linear verschiebbar ist. Die Plattform ist vorzugsweise in einer Seitenfläche des Mittelblocks angeordnet oder bildet einen Teil davon. Es können lineare Führungsmittel vorgesehen werden, die es ermöglichen, die Plattform von der Seitenfläche des Mittelblocks anzuheben. Zum Anheben der Plattform können hydraulische, pneumatische oder elektrische Antriebe oder eine Kombination davon in den Mittelblock integriert werden. Gegebenenfalls können zwei oder mehr Drehteller in einer Seitenfläche bzw. einer Plattform nebeneinander angeordnet werden. Die Drehteller können über umlaufende Zahnräder, die direkt oder indirekt ineinandergreifen, miteinander zusammenwirken, so dass die Drehung eines ersten Drehtellers auf einen benachbarten zweiten Drehteller übertragen wird, der sich bei direkter Verbindung in gleicher Richtung oder gegen den Uhrzeigersinn dreht. Gegebenenfalls kann der verschiebbare Kavitätenabschnitt senkrecht zu der jeweiligen Seitenfläche des Mittelblocks verschiebbar angeordnet sein. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Antriebseinheit für den Drehteller ortsfest in Bezug auf die erste Formhälfte oder die zweite Formhälfte angeordnet.
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Eine bevorzugte Ausführungsform einer Antriebseinheit gemäss der vorliegenden Offenbarung ist zumindest teilweise an der Aussenseite der mindestens einen Formhälfte angeordnet und mechanisch mit mindestens einer an der mindestens einen Formhälfte angeordneten beweglichen Vorrichtung verbunden, um diese zu betätigen. Die Antriebseinheit umfasst üblicherweise einen Motor und ein Getriebe, die vorzugsweise an der Aussenseite der mindestens einen Formhälfte angeordnet sind. Der Motor und das Getriebe können auf einer Plattform angeordnet sein. Die Antriebseinheit kann mit einer Halterung an einem Holm einer Spritzgiessmaschine befestigt werden, wie nachfolgend näher beschrieben. Die Antriebseinheit kann direkt an der ersten oder der zweiten Formhälfte und/oder an mindestens einer der oben genannten Holme der Spritzgiessmaschine befestigt werden. In einer bevorzugten Ausführungsform besteht die Antriebseinheit aus einem Motor und einem mit diesem verbundenen Getriebe, die eine kompakte Einheit bilden. Gute Ergebnisse lassen sich erzielen, wenn das Getriebe als Winkelgetriebe ausgebildet ist, was eine platzsparende Anordnung ermöglicht. Die Kompakteinheit ist vorzugsweise so an der Aussenseite der ersten und/oder der zweiten Formhälfte angeordnet, dass sie z.B. von einer seitlichen Seite der Spritzgiessform zugänglich bleibt, obwohl sich die Spritzgiessvorrichtung in einer geschlossenen Position befindet. Je nach Anwendungsbereich kann die Antriebseinheit auch zur Betätigung anderer Elemente in Formen verwendet werden, die eine einzige Formtrennebene aufweisen und keinen Mittelblock enthalten. Die Antriebseinheit kann z.B. zur Betätigung eines Drehtellers in einer Spritzgiessform verwendet werden, der in einer geschlossenen Position zwischen einer ersten und einer zweiten Formhälfte angeordnet ist. Gegebenenfalls kann die Antriebseinheit auf einer Plattform angeordnet sein, die von einer seitlichen Seite der Formhälfte beabstandet ist. Ist die Antriebseinheit nicht auf der beweglichen Seite der Spritzgiessform angeordnet, kann sie mit einer Halterung an einem Holm der Spritzgiessmaschine befestigt werden. Die Antriebseinheit ist somit als eigenständiges erfinderisches Konzept zu betrachten, das Gegenstand einer oder mehrerer Teilpatentanmeldungen sein kann.
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Ein Verfahren zur Herstellung komplexer Kunststoffprodukte mit einer Spritzgiessvorrichtung gemäss der vorliegenden Offenbarung umfasst in der Regel die folgenden Verfahrensschritte:
- (a) Schliessen der Spritzgiessvorrichtung durch Relativbewegung in der ersten Richtung entlang der Holme, so dass zwischen der ersten Formhälfte und einer dazu in der ersten Richtung ausgerichteten ersten Seitenfläche des Mittelblocks mindestens eine erste Kavität entsteht. Die erste Kavität wird durch mindestens eine erste äussere Kavitätenhälfte und mindestens eine ihr entsprechende erste innere Kavitätenhälfte gebildet. Gleichzeitig werden zweite Kavitäten zwischen der zweiten Formhälfte und einer dazu in der ersten Richtung ausgerichteten zweiten Seitenfläche des Mittelblocks gebildet. Die mindestens eine zweite Kavität wird durch mindestens eine zweite äussere Kavitätenhälfte und mindestens eine zweite innere Kavitätenhälfte gebildet.
- (b) Einspritzen von verflüssigtem Kunststoffmaterial in die erste und die zweite Kavität, um ein erstes und ein zweites Teil zu bilden.
- (c) Öffnen der Spritzgiessvorrichtung und Drehen des Mittelteils um 90°, so dass die ersten inneren Kavitäten und die darin angeordneten ersten Teile aus der ausgerichteten Position in eine seitliche Position in Bezug auf die um 90° zur ersten Formhälfte angeordnete Drehrichtung bewegt werden. Gleichzeitig werden die zweiten inneren Kavitäten und die darin angeordneten zweiten Teile in eine seitliche Position bewegt, die in Bezug auf die zweite Formhälfte um 90° angeordnet ist.
- (d) Schliessen der Spritzgiessvorrichtung und Einspritzen von Kunststoffmaterial wie oben beschrieben.
- (e) In der seitlichen Position, an der Seitenfläche, an der die ersten Teile in den ersten inneren Kavitäten angeordnet sind, Verbinden der Antriebseinheit mit dem mindestens einen verschiebbaren Kavitätenabschnitt und Bewegen der ersten Teile von den ersten inneren Kavitäten zu den zweiten inneren Kavitäten durch Verschieben des verschiebbaren inneren Kavitätenabschnitts. Gleichzeitiges Entfernen der zweiten Teile aus den zweiten inneren Kavitäten auf der Seite, auf der die zweiten Teile in den zweiten inneren Kavitäten angeordnet sind.
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Es versteht sich von selbst, dass sowohl die vorangehende allgemeine Beschreibung als auch die folgende detaillierte Beschreibung Ausführungsformen darstellen und dazu dienen, einen Überblick oder einen Rahmen für das Verständnis der Art und des Charakters der Offenbarung zu schaffen. Die beiliegenden Zeichnungen dienen dem weiteren Verständnis und sind Bestandteil dieser Beschreibung und werden in diese aufgenommen. Die Zeichnungen veranschaulichen verschiedene Ausführungsformen und dienen zusammen mit der Beschreibung dazu, die Prinzipien und die Funktionsweise der offengelegten Konzepte zu erläutern.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die hier beschriebene Erfindung wird aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen, die nicht als einschränkend für die in den beigefügten Ansprüchen beschriebene Erfindung angesehen werden sollten, besser verstanden. Die Zeichnungen zeigen:
- 1 Eine Variante der Spritzgiessvorrichtung in einer geschlossenen Position;
- 2 Detail A von 1;
- 3 Die Spritzgiessvorrichtung gemäss 1 in einer offenen Position;
- 4 Die Spritzgiessvorrichtung gemäss 1 in reduzierter Form;
- 5 Detail B von 5;
- 6 Eine Variante einer Antriebseinheit;
- 7 Verschiedene Positionen einer Antriebseinheit in Bezug auf eine Würfelform;
- 8 Verschiedene Positionen einer Antriebseinheit in Bezug auf eine einseitige Form.
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BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Im Folgenden wird im Detail auf bestimmte Ausführungsformen Bezug genommen, von denen Beispiele in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind, in denen einige, aber nicht alle Merkmale gezeigt werden. In der Tat können die hier offengelegten Ausführungsformen in vielen verschiedenen Formen verkörpert werden und sollten nicht so ausgelegt werden, dass sie auf die hier dargelegten Ausführungsformen beschränkt sind; vielmehr werden diese Ausführungsformen bereitgestellt, damit diese Offenlegung den geltenden rechtlichen Anforderungen genügt. Wann immer möglich, werden gleiche Referenznummern verwendet, um auf gleiche Komponenten oder Teile zu verweisen.
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1 zeigt eine erste Variante einer Spritzgiessvorrichtung 1 gemäss der vorliegenden Offenbarung in einer perspektivischen Ansicht von vorne und oben. Die Spritzgiessvorrichtung 1 umfasst eine erste Formhälfte 2, eine zweite Formhälfte 3 und ein dazwischen angeordnetes Mittelteil 4. Das Mittelteil umfasst einen um eine Rotationsachse 5 drehbaren Mittelblock 6. Der Mittelblock 6 wird von einer Haltevorrichtung 24 gehalten, die einen oberhalb des Mittelblocks 6 angeordneten oberen Lagerblock 25 und einen unterhalb des Mittelblocks 6 angeordneten unteren Lagerblock 26 umfasst.
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Die erste Formhälfte 2, die zweite Formhälfte 3 und das dazwischen angeordnete Mittelteil 4 sind relativ zueinander in einer ersten Richtung x zwischen einer offenen Position, wie sie in 1 zu sehen ist, und einer geschlossenen Position, wie sie in 3 zu sehen ist, verschiebbar. 2 zeigt das Detail A aus 1 in vergrösserter Darstellung. 4 zeigt zur besseren Sichtbarkeit und zum besseren Verständnis die Spritzgiessvorrichtung 1 gemäss 1 ohne die zweite Formhälfte 3 und die Haltevorrichtung 24. 5 zeigt das Detail B von 4 in vergrösserter Darstellung.
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Die erste und die zweite Formhälfte 2, 3 sind während des Betriebs normalerweise an einer ersten Formhalteplatte (nicht dargestellt) und einer zweiten Formhalteplatte (nicht dargestellt) einer Spritzgiessmaschine (nicht dargestellt) befestigt. Die erste und die zweite Formhalteplatte sind relativ zueinander in der ersten Richtung entlang von Holmen 23 verschiebbar, die in den Zeichnungen schematisch dargestellt sind und üblicherweise Teil der Spritzgiessmaschine sind. Eine Koordinationsvorrichtung 28 verbindet die erste Formhälfte 2 und die zweite Formhälfte 3 mit dem Mittelteil 4. Sie sorgt dafür, dass das Mittelteil 4 in der Mitte zwischen der ersten und der zweiten Formhälfte 2, 3 bleibt.
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Der Mittelblock 6 umfasst in der gezeigten Variante zwei Paare von gegenüberliegenden Seitenflächen 7. Sie umfassen jeweils mindestens eine innere Kavitätenhälfte 8. Der Mittelblock 6 bzw. die inneren Kavitätenhälften 8 und die erste und zweite Formhälfte 2, 3 wirken miteinander in einer ersten Formtrennebene 31 und einer zweiten Formtrennebene 32 zusammen. Die inneren Kavitätenhälften sind in der offenen Position in 90°-Schritten um die Rotationsachse 5 zwischen der ersten Formhälfte 2 und der zweiten Formhälfte 3 drehbar. Sie wechseln dabei zwischen einer ausgerichteten Position 11, die in der geschlossenen Position (1) Kavitäten 10 mit entsprechenden an der ersten Formhälfte 2 und der zweiten Formhälfte 3 angeordneten äusseren Kavitätenhälften 9 bildet, und einer in der geschlossenen Position von aussen zugänglichen seitlichen Position 12. In 3 ist der Mittelblock halb gedreht mit einem Drehwinkel von 45° dargestellt. Die mindestens eine innere Kavitätenhälfte 8 umfasst mindestens einen verschiebbaren Kavitätenabschnitt 13, wie im Folgenden näher beschrieben wird. Eine Antriebseinheit 14 ist so ausgebildet, dass sie mit dem in der seitlichen Position 12 angeordneten verschiebbaren Kavitätenabschnitt 13 zusammenwirkt, um den verschiebbaren Kavitätenabschnitt 13 von einer ersten Position in eine zweite Position zu bewegen, z.B. durch eine lineare und/oder eine Drehbewegung.
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In der gezeigten Variante ist der mindestens eine verschiebbare Kavitätenabschnitt 13 gegenüber der Seitenfläche 7 des Mittelblocks 6, in der er angeordnet ist, drehbar angeordnet. Der verschiebbare Kavitätenabschnitt 13 ist auf einem Drehteller 15 angeordnet, der um eine hier senkrecht zur jeweiligen Seitenfläche des Mittelblocks 6 verlaufende Rotationsachse 16 drehbar ist. Darüber hinaus ist der verschiebbare Kavitätenabschnitt 13 gegenüber dem Drehteller 15 verschiebbar angeordnet. Hierdurch können komplexe Teile hergestellt werden, da komplexe Kavitäten möglich werden. Der verschiebbare Kavitätenabschnitt 13 wird in der gezeigten Variante durch mindestens einen am Mittelblock 4 angeordneten Betätigungsfinger 17 betätigt. Je nach Ausführungsform können auch andere Betätigungsarten vorgesehen werden.
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Der Drehteller 15 der gezeigten Variante umfasst ausserdem ein erstes Zahnrad 18, das mit einem zweiten Zahnrad 19 der Antriebseinheit 14 verbunden ist, wenn er in der in 4 gezeigten seitlichen Position eingerastet ist. Wie zu erkennen ist, ist der Drehteller 15 in Bezug auf den Mittelblock 6 in Richtung der Rotationsachse 16 zwischen einer dorsalen Position 21 und einer distalen Position 22 linear verschiebbar angeordnet, wie in 4 gut zu erkennen ist. Der Drehteller 15 ist auf einer Plattform 20 angeordnet, die in Richtung der Rotationsachse 16, d.h. senkrecht zur jeweiligen Seitenfläche 7, linear verschiebbar angeordnet ist. In der gezeigten Variante sind zwei Drehteller 15 auf einer Plattform 20 nebeneinander angeordnet und mit Bezug auf die Antriebseinheit miteinander verbunden. In der gezeigten Variante ist die Antriebseinheit 14 ortsfest in Bezug auf die erste Formhälfte 2 oder die zweite Formhälfte 3 angeordnet.
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In der gezeigten Variante ist die Antriebseinheit 14 direkt an der ersten Formhälfte und über eine Halterung an dem im vorderen Teil der Zeichnung gezeigten unteren Holm 23 befestigt. Die Antriebseinheit 14 besteht aus einem Motor 33 und einem mit diesem verbundenen Getriebe 34. Der Motor 33 und das Getriebe 34 bilden zusammen eine kompakte Einheit, die so an der Aussenseite der ersten Formhälfte angeordnet ist, dass sie von der Seite her zugänglich bleibt. Gegebenenfalls kann die Antriebseinheit zur Betätigung weiterer Elemente der gezeigten Spritzgiessvorrichtung verwendet werden.
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Ein Verfahren zur Herstellung komplexer Kunststoffprodukte mit einer Spritzgiessvorrichtung 1 gemäss der vorliegenden Offenbarung umfasst in der Regel die folgenden Verfahrensschritte:
- (a) Schliessen der Spritzgiessvorrichtung 1 entlang der ersten und der zweiten Formtrennebene 31, 32 durch Relativbewegung der ersten und der zweiten Formhälfte 2, 3 und des dazwischen angeordneten Mittelteils 4 in der ersten Richtung entlang der Holme 23. Dabei wird zwischen der ersten Formhälfte 2 und einer dazu in der ersten Richtung ausgerichteten ersten Seitenfläche 7 des Mittelblocks 6 mindestens eine erste Kavität gebildet. Die erste Kavität wird durch mindestens eine erste äussere Kavitätenhälfte und mindestens eine ihr entsprechende erste innere Kavitätenhälfte gebildet. Gleichzeitig werden zweite Kavitäten zwischen der zweiten Formhälfte und einer dazu in der ersten Richtung ausgerichteten zweiten Seitenfläche des Mittelblocks 6 gebildet. Die mindestens eine zweite Kavität wird durch mindestens eine zweite äussere Kavitätenhälfte und mindestens eine zweite innere Kavitätenhälfte gebildet.
- (b) Einspritzen von verflüssigtem Kunststoffmaterial in die erste und die zweite Kavität, um ein erstes und ein zweites Teil zu bilden.
- (c) Öffnen der Spritzgiessvorrichtung 1 und Drehen des Mittelteils 4 um 90°, so dass die ersten inneren Kavitäten und die darin angeordneten ersten Teile aus der ausgerichteten Position in eine seitliche Position in Bezug auf die um 90° zur ersten Formhälfte angeordnete Drehrichtung bewegt werden. Gleichzeitig werden die zweiten inneren Kavitäten und die darin angeordneten zweiten Teile in eine seitliche, um 90° versetzte Position zur zweiten Formhälfte gebracht.
- (d) Schliessen der Spritzgiessvorrichtung 1 und Einspritzen von Kunststoffmaterial wie oben beschrieben.
- (e) In der seitlichen Position bei 90° bzw. 270° an der Seitenfläche, auf der die ersten Teile in den ersten inneren Kavitäten angeordnet sind, Verbinden der Antriebseinheit 14 mit dem mindestens einen verschiebbaren Kavitätenabschnitt 13 und Bewegen der ersten Teile von den ersten inneren Kavitäten zu den zweiten inneren Kavitäten durch Verschieben des verschiebbaren inneren Kavitätenabschnitts. Gleichzeitiges Entfernen der zweiten Teile aus den zweiten inneren Kavitäten auf der Seite, auf der die zweiten Teile in den zweiten inneren Kavitäten angeordnet sind.
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6 zeigt eine Variante einer Antriebseinheit 14 gemäss der vorliegenden Offenbarung. Die gleiche Antriebseinheit 14 ist in den vorangegangenen Figuren gezeigt, die in einer Spritzgiessvorrichtung gemäss der Offenbarung eingebaut ist. Die Antriebseinheit 14 umfasst einen Elektromotor 33, der mit einem mit ihm verbundenen Getriebe 34 bzw. dem Gehäuse des Getriebes 34 verbunden ist. Das dargestellte Getriebe 34 ist als Winkelgetriebe ausgebildet und überträgt die Drehung der Motorachse um einen Winkel von 90°. Je nach Einsatzgebiet sind auch andere Getriebe und/oder Motoren möglich. Die Antriebseinheit 14 umfasst ferner eine Plattform 35, an der das Getriebe 34 befestigt ist. Gegebenenfalls kann die Plattform 35 in ein Gehäuse des Getriebes 34 integriert werden. Die Plattform 35 ist an einer Halterung 36 befestigt. Mit der Halterung 36 kann die Antriebseinheit 14 in verschiedenen Positionen einfach an einer Holmstange einer Spritzgiessmaschine befestigt (geklemmt) werden, wie in 7 und 8 erläuternd dargestellt. Alternativ oder zusätzlich zu der Halterung 36 kann die Plattform 35 an einer Formhälfte befestigt werden, wie in 7 und 8 dargestellt. Die Antriebseinheit 14 umfasst ferner ein Abtriebsrad 37. In der gezeigten Variante ist das Abtriebsrad 37 in die Plattform 35 integriert und daher nur teilweise sichtbar. Bei dem Abtriebsrad 37 handelt es sich um ein Stirnradgetriebe. Es ist vorgesehen, um mit einem Eingangszahnrad der Spritzgiessvorrichtung (siehe vorherige Figuren) in axialer oder radialer Richtung zu koppeln. Je nach Einsatzgebiet sind auch andere Abtriebsräder 37 möglich, die temporär oder permanent gekoppelt sind. In der gezeigten Variante umfasst die Antriebseinheit 14 ferner eine Buchse 38, über die die Antriebseinheit 14 mit einer Energieversorgung und/oder einer Steuereinheit (beides nicht im Detail dargestellt) verbunden werden kann. Weiterhin kann die Antriebseinheit 14 mindestens einen Sensor 39 aufweisen, um die Position der Antriebseinheit 14 in Bezug auf andere Teile der Spritzgiessvorrichtung 1 zu ermitteln. In der gezeigten Variante ist der Sensor 39 dazu vorgesehen, einen Abstand in einer Kopplungsrichtung (hier x-Richtung) zu messen.
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Wie z.B. in 7 und 8 zu sehen ist, kann die Antriebseinheit 14 direkt an einer verschiebbaren zweiten Formhälfte oder an einer feststehenden ersten Formhälfte angebracht sein. Im Falle einer feststehenden Formhälfte kann die Antriebseinheit 14 alternativ oder zusätzlich an mindestens einem Holm 23 einer Spritzgiessmaschine 41 geklemmt werden, von der nur Teile vereinfacht dargestellt sind. Bei einer Würfelform gemäss 7, die ein um eine Rotationsachse drehbares Mittelteil 4 aufweist, kann die Antriebseinheit 14 ähnlich wie bei der Variante gemäss 1 bis 5 sogar an einem Lagerblock 25, 26 des Mittelteils 4 befestigt sein. In der gezeigten Variante ist die Antriebseinheit 14 an dem oberen Lagerblock 25 befestigt, der mit den oberen Holmen 23 verbunden ist.
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Die Antriebseinheit 14 ist vorzugsweise an der Aussenseite der ersten oder der zweiten Formhälfte angeordnet, so dass sie z.B. von einer seitlichen Seite der Spritzgiessform zugänglich bleibt, obwohl sich die Spritzgiessvorrichtung 1 in einer geschlossenen Position befindet. Je nach Anwendungsbereich kann die Antriebseinheit 14 auch zur Betätigung anderer Elemente in Formen verwendet werden, die eine einzige Formtrennebene und keinen Mittelblock aufweisen. Die Antriebseinheit 14 kann z. B. zur Betätigung eines Drehtellers in einer Spritzgiessform verwendet werden, der in einer geschlossenen Position zwischen einer ersten und einer zweiten Formhälfte angeordnet ist. Wie in 7 in der rechten unteren Ecke der Zeichnung zu sehen ist, kann die Antriebseinheit 14 auf einer Plattform 35 angeordnet sein, die von einer seitlichen Seite der Formhälfte 2 beabstandet ist. In der gezeigten Variante ist die Antriebseinheit 14 zusätzlich mit einer Halterung 36 an einem Holmen 23 der Spritzgiessmaschine 41 befestigt. Eine Antriebseinheit 14, wie sie beschrieben und dargestellt ist, kann in vielfältiger Weise eingesetzt werden. Sie kann z. B. zum Antrieb mindestens eines integrierten Ausschraubgetriebes 41 für Teile mit Innen- oder Aussengewinde an Würfelformen, wie sie in 7 schematisch dargestellt sind, oder an einseitigen Formen, wie sie in 8 schematisch dargestellt sind, oder an Etagenformen mit mehr als einer Formtrennebene verwendet werden. Je nach Anwendungsbereich und der dazugehörigen Konstruktion der Spritzgiessform können mehrere Antriebseinheiten 14 vorgesehen werden, wie sie in 7 und 8 schematisch dargestellt sind. Die Antriebseinheit 14 ist daher als eigenständiges erfinderisches Konzept zu betrachten, das Gegenstand einer oder mehrerer Teilpatentanmeldungen sein kann.
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Vielmehr sind die in der Beschreibung verwendeten Wörter eher beschreibend als einschränkend, und es versteht sich, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Geist und Umfang der Erfindung abzuweichen.
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LISTE DER BEZUGSZEICHEN
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- 1
- Spritzgiessvorrichtung
- 2
- Erste (äussere) Formhälfte
- 3
- Zweite (äussere) Formhälfte
- 4
- Mittelteil
- 5
- Rotationsachse (Mittelblock)
- 6
- Mittelblock
- 7
- Seitenfläche
- 8
- Innere Kavitätenhälfte (erste und zweite)
- 9
- Äussere Kavitätenhälfte (erste und zweite)
- 10
- Kavität
- 11
- Ausgerichtete Position
- 12
- Seitliche Position
- 13
- Verschiebbarer Kavitätenabschnitt
- 14
- Antriebseinheit
- 15
- Drehteller
- 16
- Rotationsachse (Drehteller)
- 17
- Betätigungsfinger
- 18
- 1. Zahnrad (Drehteller)
- 19
- 2. Zahnrad (Antriebseinheit)
- 20
- Plattform (Drehteller)
- 21
- Dorsale Position (Plattform)
- 22
- Distale Position (Plattform)
- 23
- Holm
- 24
- Haltevorrichtung (Mittelteil)
- 25
- Oberer Lagerblock (Mittelteil)
- 26
- Unterer Lagerblock (Mittelteil)
- 27
- Motor (Mittelblock)
- 28
- Koordinationsvorrichtung
- 29
- Linearlager
- 30
- Führungsstange
- 31
- Erste Formtrennebene
- 32
- Zweite Formtrennebene
- 33
- Motor (Antriebseinheit)
- 34
- Getriebe (Antriebseinheit)
- 35
- Plattform (Antriebseinheit)
- 36
- Halterung (Antriebseinheit)
- 37
- Abtriebsrad (Antriebseinheit)
- 38
- Buchse (Antriebseinheit)
- 39
- Sensor (Antriebseinheit)
- 40
- Abschraubgetriebe
- 41
- Spritzgiessmaschine
- 42
- Stationäre Formbefestigungsplatte
- 43
- Verschiebbare Formbefestigungsplatte
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 20025361 A1 [0002]
- WO 18234504 A1 [0003]
- US 2004094866 A2 [0004]
