-
Die
Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum
Herstellen von Mehrkomponenten-Spritzlingen aus Kunststoff.
-
Die
Vorrichtung weist ein Spritzgieß-Werkzeug
zum Herstellen von Mehrkomponenten-Spritzlingen aus Kunststoff auf,
wobei das Werkzeug eine Spritzgießform hat, die zusätzlich zu
der Öffnungs- und
Schließbewegung
in der Formebene bewegbare Formplatten (Indexplatten) mit Formnestern
aufweist.
-
Zum
Herstellen von Mehrkomponenten-Spritzlingen ist es bekannt, zunächst einen Spritzling
in einer ersten Spritzstation zu spritzen und diesen dann zu einer
weiteren Spritzstation umzusetzen, um dort eine zweite Komponente
zu spritzende. Es besteht auch die Möglichkeit, mehr als zwei Spritzstationen
vorzusehen, um beispielsweise aus drei oder mehr Komponenten bestehende
Spritzlinge zu fertigen.
-
Für ein Produkt,
das aus mehreren Teilen besteht, beispielsweise ein Behältnis mit
Deckel, wird zunächst
das Behältnis
gespritzt und anschließend der
Deckel, wobei diese Teile extern zusammengefügt bzw. montiert werden.
-
Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung
der eingangs erwähnten
Art zu schaffen, mit denen mehrteilige Produkte, von denen zumindest
eines ein Mehrkomponenten-Spritzgießteil ist, schnell und kostengünstig hergestellt
werden können.
-
Zur
Lösung
dieser Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens vorgeschlagen, dass
in einem gemeinsamen Spritzgießwerkzeug
zunächst
unterschiedliche Spritzlinge gespritzt werden, von denen wenigstens
einer ein Mehrkomponentenspritzling ist und dass danach diese Spritzlinge
zusammengefügt werden.
-
Bezüglich der
Vorrichtung wird vorgeschlagen, dass die Formplatten relativ zueinander
in der Formebene rotativ oder linear unabhängig voneinander bewegbar sind
und Formnester oder Formnestbereiche aufweisen, die jeweils mittels
dieser rotativen oder linearen Bewegung unterschiedlichen Spritzstationen
zuordenbar sind und dass wenigstens eine für die Formnester oder Formnestbereiche der
Formplatten gemeinsame Fügestation
zum Zusammenfügen
der in den Formnestern der jeweiligen Formplatte gespritzten Spritzlinge
vorgesehen ist.
-
Aus
der
EP 1 060 868 A1 ist
zwar eine Spritzgussform für
Hohlkörper
bekannt, mit der Formteile herstellbar sind, die in einem nächsten Arbeitsgang
in einem zentralen Gussraum miteinander durch Vergießen verbunden
werden. Es sind dabei zwei mittels zueinander beabstandeter, paralleler
Wellen drehbar gelagerte Formteile vorgesehen, die jeweils zwei gleiche
Formnester (Gussvertiefungen) aufweisen. In den Außenbereichen
der Formteile werden zunächst die
beiden Formteile hergestellt und in einer zentralen Spritzstation
werden sie dann durch Spritzgießen miteinander
verbunden.
-
Damit
lassen sich jedoch keine mehrteiligen Produkte, von denen wenigstens
ein Teil ein Mehrkomponenten-Spritzling ist, herstellen. Außerdem ist die
Spritzgussform nach dem Stand der Technik durch die nebeneinander
beabstandet angeordneten Wellen für die beiden Formteile aufwendig
und nimmt vergleichsweise viel Platz in Anspruch.
-
Das
erfindungsgemäße Verfahren
und die entsprechende Vorrichtung ermöglichen das Herstellen komplexer
Produkte, deren Einzelteile wahlweise aus Einkomponenten-Spritzlingen
oder aus Mehrkomponenten-Spritzlingen bestehen können. Die Einzelteile können in
der Fügestation
mechanisch oder durch Spritzgießen
miteinander verbunden werden.
-
Weiterhin
kann die Anzahl der Formplatten variiert werden und insbesondere
auch mehr als zwei Formplatten umfassen.
-
Je
nach den vorhandenen Platzverhältnissen
können
rotative oder lineare Bewegung der Formplatten zwischen den unterschiedlichen
Spritzstationen vorgesehen sein.
-
Eine
bevorzugte Ausführungsform
sieht vor, dass das Spritzgieß-Werkzeug als Wendewerkzeug ausgebildet
ist, dass die Formplatten auf einer gemeinsamen, fluchtenden Drehachse
angeordnet sind und auf gleichen konzentrischen Teilkreisen angeordnete
Formnester oder Formnestbereiche aufweisen, die vorzugsweise in
unterschiedlichen Teilungen an den jeweiligen Formplatten angeordnet
sind und dass entsprechend diesen Teilungen die Spritzstationen
und die Fügestation
angeordnet sind.
-
Dies
ergibt einen besonders kompakten Aufbau der Vorrichtung durch die
zentrale Drehlagerung und durch die im Kreis am Umfang des Teilkreises angeordneten
Spritzstationen und der Fügestation.
-
Entsprechend
der Anzahl und Teilung der Formnester oder Form nestbereiche erfolgt
nach jedem Spritzzyklus ein Weitertransport der jeweiligen Formplatte
mit ihren Formnestern oder Formnestbereichen zu einer nächsten Spritzstation
oder zu der Fügestation.
Demnach führt
eine rotativ bewegliche Formplatte für Einkomponenten-Spritzlinge
eine 180°-Drehung
aus, während
eine Formplatte für Mehrkomponenten-Spritzlinge,
zum Beispiel für
einen Zweikomponenten-Spritzling, für jeden Zyklus eine 120°-Drehung ausführt. Bevorzugt
sind deshalb die Formplatten mit voneinander unabhängigen Drehantrieben
verbunden. Allerdings besteht auch die Möglichkeit, einen einzigen Anrieb
vorzusehen und von diesem die unterschiedlichen Drehbewegungen über Getriebe
mit verschiedenen Übersetzungen abzuleiten.
-
Nach
einer anderen Ausführungsform
der Erfindung sind die Formplatten bei geschlossener Form mit ihren
Flachseiten zueinander beabstandet und stehen im Bereich der Fügestation
nach außen vor,
so dass die in den Formnestern befindlichen Spritzgießteile sowohl
bei geöffneter
Form als auch bei geschlossener Form zum Zusammenfügen und Entnehmen
frei zugänglich
sind. Dadurch kann das Zusammenfügen/Montieren
der gespritzten Teile wahlweise bei geöffneter oder bei geschlossener Form
sowie unabhängig
von der Formung der Spritzgießteile
erfolgen. Durch die jeweilige Formgebung der Spritzgießteile ist
vorgegeben, in welche Richtung das Spritzgießteil aus dem Formnest entnehmbar
ist. Durch die bei geschlossener Form zueinander beabstandeten Formplatten
ist die Entformungsrichtung beliebig, so dass ein Entformen auch
in Richtung der jeweils gegenüberliegenden
Formplatte bei geschlossener Form erfolgen kann.
-
Bei
dieser Ausführungsvariante
sind zwischen den bei geschlossener Form zueinander beabstandeten
Formplatten Gegenformplatten mit darin befindlichen Formnester und
zusätzlich
gegebenenfalls Distanzplatten vorgesehen.
-
Es
sind hierbei zwei Trennebenen vorgesehen, und zwar jeweils zwischen
den einander abgewandten Seiten der Formplatten und den sich nach außen anschließenden Werkzeugteilen.
-
Außerdem sind
die Antriebswellen der beiden Formplatten in dem die Gegenformplatten
aufweisenden Zwischenbereich gelagert und als Schiebewellen ausgebildet.
-
Besonders
vorteilhaft ist bei dieser Ausführungsform,
dass die Anspritzungen beziehungsweise Spritzstationen der beiden
Formplatten auf den einander abgewandten Seiten der Formplatten
angeordnet sind.
-
Dadurch
steht für
jede Formplatte oder Indexplatte der gesamte Umfang eines Teilkreises,
wo Formnester zum Spritzen von Grundkörpern und von zusätzlichen
Umspritzungen angeordnet sein können,
jeweils für
das Positionieren von Anspritzungen beziehungsweise Spritzstationen
zur Verfügung.
Für Vielkomponenten-Spritzgießteile ist
diese Anordnung vorteilhaft und ermöglicht in einigen Anwendungsfällen überhaupt
erst deren Herstellung und Montage in einem einzigen Spritzmontagewerkzeug.
-
Zusätzliche
Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Unteransprüchen aufgeführt. Nachstehend
ist die Erfindung mit ihren wesentlichen Einzelheiten anhand der
Zeichnungen noch näher
erläutert.
-
Es
zeigt:
-
1 eine etwas schematisierte
Seitenansicht eines Spritzmontagewerkzeuges,
-
2 eine vereinfachte Ansicht
des Spritzmontagewerkzeugs mit zwei Formplatten und
-
3 eine abgewandelte Ausführungsform eines
Spritzmontagewerkzeuges in schematisierter Seitenansicht.
-
Eine
in 1 gezeigte Vorrichtung 1 ist
als Spritzmontagewerkzeug ausgebildet, mit dem unterschiedliche
Spritzlinge hergestellt und danach miteinander verbunden oder montiert
werden können.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel
wird ein Einkomponenten-Spritzling 2 und ein Zweikomponenten-Spritzling 3 hergestellt,
die in einer Fügestation 4 miteinander
verbunden werden, wobei das Verbinden durch Zusammenstecken erfolgt.
Die Vorrichtung 1 mit dem Spritzmontagewerkzeug weist eine bewegliche
Werkzeughälfte 5 und
eine düsenseitige, feste
Werkzeughälfte 6 auf.
An der festen Werkzeughälfte 6 ist
eine erste Formplatte 7 und an der beweglichen Werkzeughälfte 5 eine
zweite Formplatte 8 befestigt. Beide Formplatten 7 und 8 weisen
eine gemeinsame, fluchtende Drehachse 9 auf und sind über voneinander
getrennte Antriebswellen 10 und 11 unabhängig voneinander
verdrehbar.
-
In 2 ist erkennbar, dass die
Formplatte 8 zum Herstellen des Einkomponenten-Spritzgießteiles 2 mit
zwei diametral gegenüberliegenden
Formnestern 12 ausgebildet ist, während die sternförmige Formplatte 7 für das Zweikomponenten-Spritzgießteil 3 drei
mit gleicher Teilung über
den Umfang verteilte Formnester 13 aufweist. Die Formnester 12 der Formplatte 8 sind
bezogen auf die Drehachse 9 um 180° zueinander versetzt, während die
drei Formnester 13 um 120° zueinander verteilt sind. Es
handelt sich hierbei um ein Wendewerkzeug, wobei die Formnester
der beiden Formplatten 7 und 8 auf gleichen konzentrischen
Teilkreisen 14 angeordnete Formnester aufweisen. Bei der
Fügestation 4 befinden
sich die Formnester 12 und 13 der beiden Formplatten 8 und 7 deckungsgleich übereinander,
während
die anderen Formnester 12 bzw. 13 jeweils einer Spritzstation 15 beziehungsweise 16,17 zugeordnet sind.
-
In 1 ist die der Formplatte 8 zugeordnete Spritzstation 15 erkennbar,
mittels der das Einkomponenten-Spitzgießteil 2 gespritzt
wird. Die beiden anderen Spritzstationen 16 und 17 sind
in 2 symbolisch strichliniert
angedeutet, wobei die Spritzstation 16 zum Spritzen eines
Grundkörpers
und die Spritzstation 17 zum Spritzen einer zweiten Komponente
an den Grundkörper
dient. Zweckmäßigerweise
sind alle drei Spritzstationen 15 bis 17 zur gleichen Zeit
aktiviert, so dass keine oder nur geringfügige Unterschiede für die Spritzvorgänge vorhanden
sind.
-
Nach
dem Spritzen der beiden Spritzgießteile 2 und 3 wird
die Form im Bereich ihrer Trennebene 18 geöffnet, wobei
die der festen Formhälfte 6 zugeordnete,
mit der Antriebswelle 10 verbundene Formplatte 7 in Öffnungsrichtung
(Pf.1) mitbewegt wird, bis sie frei drehbar ist. Die Hubbewegung
der Formplatte 7 ist dabei größer als die Dicke der sich
in 1 seitlich links
anschließenden
Gegenformplatte 19 für
das Einkomponenten-Spritzgießteil 2.
Die Bewegung der Formplatte 7 weg von den übrigen Teilen
der feststehenden Werkzeughälfte 6 erfolgt
mittels der Antriebswelle 10, die dazu als Schiebewelle
ausgebildet ist und entsprechend dem Pfeil Pf3 hin- und herverschiebbar
ist.
-
Bei
vollständig
geöffneter
Form wird die Formplatte 8 um 180° gedreht, während die Formplatte 7 um
120° gedreht
wird. Die danach außerhalb des
Werkzeuges bei der Fügestation 4 befindlichen Bereiche
der Formplatten 7 und 8 halten in ihren Formnestern
einerseits das Einkomponenten-Spritzgießteil 2 und andererseits
das Zweikomponenten-Spritzgießteil 3.
Handelt es sich dabei um für
die Montage zusammensteckbare Teile, so erfolgt dieses Zusammenstecken
beim Schließen
der Form. Je nach der Formgebung der zusammengesteckten Teile kann
entweder bei geschlossener Form das Entnehmen oder Ausstoßen der
zusammengefügten
beziehungsweise montierten Teile gemäß dem Pfeil Pf2 er folgen oder
aber das Entnehmen der montierten Teile erfolgt nach dem nächsten Zyklus,
wo die Form wieder geöffnet
wird und bevor das Drehen der Formplatten 7 und 8 erfolgt.
-
In üblicher
Weise sind zum Auswerfen der montierten Teile beziehungsweise zum
Entnehmen entsprechende Auswerfmittel sowohl bei einer Entnahme
bei geschlossener Form als auch bei geöffneter Form vorgesehen. Erwähnt sei
noch, dass die beiden zu montierenden Teile nach dem Spritzen bei
geöffneter
Form entweder durch die Formung der Formnester oder aber gegebenenfalls
durch zusätzliche Halteelemente
während
des Transportvorganges zur Fügestation 4 gehalten
werden.
-
Die
Antriebswellen 10, 11 sind jeweils mit einem Antrieb 24 verbunden.
-
Für die in
der Formplatte 7 befindlichen Formnester 13 sind
bei den Spritzstationen 16 und 17 Gegenformplatten 20, 21 vorhanden.
Erwähnt
sei noch, dass die zusammenzufügenden
Teile alle beziehungsweise beide aus Mehrkomponenten-Spritzgießteilen
bestehen können.
-
Die
Spritzstationen 15,16,17 beziehungsweise
deren Anspritzungen befinden sich bei dem Ausführungsbeispiel nach 1 und 2 alle auf der gleichen Seite des Werkzeugs,
nämlich
der feststehenden, düsenseitigen
Werkzeughälfte,
so dass die mögliche
Anzahl der Spritzstationen durch den auf dem Teilkreis 14 in
Umfangsrichtung vorhandenen Platz vorgegebenen ist.
-
3 zeigt eine Ausführungsform
einer Vorrichtung 1a, die insbesondere dann Vorteile bietet, wenn
es sich bei den Spritzgießteilen
um Vielkomponententeile handelt. Die Vorrichtung 1a ist
ebenfalls als Spritzmontagewerkzeug ausgebildet.
-
Die
Vorrichtung 1a weist einen festen Werkzeugteil 6a und
einen beweglichen Werkzeugteil 5a auf. Beim Öffnen des
Spritzmontagewerkzeugs wird der bewegliche Werkzeugteil 5a ab
der ersten Trennebene 22 gemäß dem Pfeil Pf4 verschoben,
wobei während
des Öffnungsvorganges
auch bei der zweiten Trennebene 23 ein Auftrennen der Werkzeugteile erfolgt.
-
Die
Trennebenen 22,23 sind jeweils zwischen den einander
abgewandten Seiten der Formplatten 7a,8a und den
sich nach außen
anschließenden
Werkzeugteilen vorgesehen.
-
Beim Öffnungsvorgang
werden auch die beiden Formplatten 7a und 8a über ihre
als Schiebewellen ausgebildeten Antriebswellen 10a und 11a soweit von
den übrigen
Werkzeugteilen abgehoben, bis sie mit den darin befindlichen Spritzgießteilen
frei drehbar sind und die Formplatte 7a dann eine 120°-Drehung
und die Formplatte 8a eine 180°-Drehung ausführen kann.
-
Vergleichbar
mit den 1 und 2 hat auch die Ausführungsform
nach 3 zwei Formplatten 7a, 8a,
die etwa den in 2 erkennbaren
Formplatten 7 und 8 entsprechen.
-
Die
Spritzstation(en) 15a einerseits und 16a,17a andererseits
beziehungsweise deren Anspritzungen befinden sich bei dieser Ausführungsform
auf gegenüberliegenden
Seiten des Werkzeugs, so dass für
jede Formplatte (Indexplatte) 7a,8a jeweils der
gesamte Umfang eines Teilkreises 14 für das Positionieren von Anspritzungen
beziehungsweise Spritzstationen zur Verfügung steht. Somit können der
Formplatte 7a Anspritzungen beziehungsweise Spritzstationen 16a und 17a,
von denen in der Schnittdarstellung gemäß 3 nur die Spritzstation 16a erkennbar
ist, auf der feststehenden Werkzeugseite 6a zugeordnet
sein, während
die Spritzstation 15a auf der anderen, beweglichen Werkzeugseite 5a angeordnet
ist.
-
3 zeigt zur besseren Übersicht
ein einfaches Ausführungsbeispiel
mit insgesamt nur drei Spritzstationen 15a,16a,17a.
Durch die spezielle Konstruktion des Spritzmontagewerkzeugs 1a sind jedoch
Platzverhältnisse
geschaffen worden, durch die wesentlich mehr Spritzstationen angeordnet
werden können,
um beispielsweise beide Spritzgießteile als Mehrkomponententeile
mit zum Beispiel zwei bis vier oder mehr Komponenten spritzen zu
können.
-
In 3 ist das Spritzmontagewerkzeug
in geschlossener Lage gezeigt. Gut zu erkennen ist hierbei, dass
die fertigen Spritzgießteile,
also das Einkomponenten-Spritzgießteil 2 und das Zweikomponenten-Spritzgießteil 3 frei
zugänglich
sind, so dass diese Teile bei der Fügestation 4a beispielsweise
mit Hilfe von Fügeeinheiten 25 zusammenmontiert werden
können,
während
parallel dazu die Spritzvorgänge
ablaufen. Somit steht auch für
kompliziertere Füge-
und Montagearbeiten genügend
Zeit zur Verfügung,
ohne dass dadurch die eigentliche Spritzzykluszeit beeinträchtigt beziehungsweise
verlängert wird.
-
Wie
bereits vorerwähnt
ist die Ausführungsform
eines Spritzmontagewerkzeugs nach 3 besonders
dann vorteilhaft, wenn eine Vielzahl von Komponenten zum Herstellen
eines der Spritzgießteile
oder aber auch für
beide erforderlich sind.
-
Zwischen
den bei geschlossener Form zueinander beabstandeten Formplatten 7a,8a sind
Gegenformplatten mit darin befindlichen Formnester und zusätzlich noch
Distanzplatten 28 vorgesehen.
-
Die
Antriebswellen 10a,11a der beiden Formplatten 7a,8a sind
in dem die Gegenformplatten aufweisenden Zwischenbereich gelagert
und als Schiebewellen ausgebildet. Sie sind mit einem Antrieb 24a verbunden.