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Die Erfindung betrifft eine Kunststoff-Spritzgießmaschine
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Handlinggerät nach dem
Oberbegriff des Anspruchs 7.
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Aus DE-Z: Kunststoffe 1991, Heft
9, Seiten 778 bis 781 ist ein Dreiachsen-Linearroboter bekannt,
der eine Spritzgießmaschine
mit nachfolgenden Bearbeitungs- und Montagestationen verbindet, wobei
der Linearroboter nach einem Spritzgießvorgang die Kunststoffteile
aus dem Spritzgießwerkzeug entnimmt
und z.B. auf einer Kühlstation
ablegt.
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Grundsätzlich besteht bei der Herstellung und
Verarbeitung von Kunststoffteilen das Problem, daß diese
aufgrund der im Herstellungs- und Verarbeitungsprozeß auftretenden
Reibung elektrostatisch aufgeladen werden. Derartige Ladungen wirken
sich nachteilig auf den Produktionsprozeß aus, da sie einerseits Störungen im
Bereich der Produktionsanlage hervorrufen können und andererseits die Behandlung
der hergestellten Kunststoffteile erschweren. So können die
Kunststoffteile beispielsweise aufgrund der Ladungen aneinander
anhaften oder sich voneinander abstoßen. Dies erschwert das Handling
insbesondere dann, wenn die Kunststoffteile im Rahmen einer weiteren
Verarbeitung zusammengesetzt oder in andere Kunststoffteile eingesetzt
werden sollen. Auch führt
die elektrostatische Aufladung dazu, daß in der Luft befindliche Staubteilchen
sich an den hergestellten Kunststoffteilen anlagern, was beispielsweise
bei der Herstellung von Kunststoffteilen für die Lebensmittelindustrie
zu Hygieneproblemen führen kann.
Ein weiteres Problem im Zusammenhang mit den genannten Ladungen
ergibt sich dann, wenn die Kunststoffteile mit empfindlichen elektronischen Schaltungen
verbunden werden sollen, wie dies beispielsweise bei der Herstellung
von intelligenten Chipkarten der Fall ist. Derartige elektronische Schaltungen
können
durch die elektrostatischen Ladungen beschädigt oder sogar gänzlich zerstört werden.
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Zur Vermeidung dieser Schwierigkeiten
ist es bekannt, die den Kunststoffteilen anhaftenden Ladungen im
Verlauf des Produktionsprozesses zu neutralisieren. Dies geschieht
bei der Herstellung von Kunststoffteilen im Spritzgießverfahren
heutzutage üblicherweise
dadurch, daß die
Kunststoffteile im Verlauf ihres Produktionsprozesses mit einem
ionisierten Gas, insbesondere ionisierter Luft, abgeblasen werden.
Eine andere bekannte Möglichkeit
besteht darin, die elektrostatisch aufgeladenen Kunststoffteile
an einer Entladeelektrode vorbeizuführen. Derartige Mittel zum
Neutralisieren der Kunststoffteile sind beispielsweise aus einem
Prospekt der Firma Eltex-Elektrostatik-Gesellschaft mbH, Weil am Rhein, Deutschland
bekannt.
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Beim Spritzgießen von Kunststoffteilen erfolgt
eine Neutralisierung der Teile heutzutage üblicherweise in einem eigenen
Produktionsschritt im Verlauf des Produktionsprozesses. Dies ist
umständlich
und kostet bei der Herstellung von Kunststoffteilen in großen Stückzahlen
Zeit, was sich nachteilig auf die Produktionsgeschwindigkeit der
gesamten Anlage auswirkt. Des weiteren belasten die eingangs erläuterten,
grundsätzlichen
Probleme der elektrostatischen Ladungen sämtliche Produktionsschritte vor
dem Neutralisierungsschritt. Dies ist insbesondere dann nachteilig,
wenn sehr kleine Kunststoffteile nahezu direkt nach dem Spritzgießvorgang
zu komplexeren Komponenten wie beispielsweise elektrischen Steckern
oder Schaltern zusammengefügt werden.
Des weiteren wird eine Schädigung
empfindlicher elektronischer Bauteile, die in die herzustellenden
Kunststoffteile beim Spritzgießen
eingegossen werden sollen, bei den bekannten Anlagen nicht zuverlässig vermieden.
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung,
eine Kunststoff-Spritzgießmaschine
der eingangs angegebenen An so auszubilden, dass die Produktionszeit
verkürzt
werden kann. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, ein Handlinggerät für eine solche
Kunststoff-Spritzgießmaschine
anzugeben.
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In Verbindung mit dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1 wird diese Aufgabe im Zusammenhang mit der
Spritzgießmaschine
dadurch gelöst, dass
die genannten Mittel im Wirkungsbereich des Handlinggerätes installiert
sind.
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In Verbindung mit dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 7 wird die Aufgabe bezüglich des Handlinggerätes dadurch
gelöst,
dass es Mittel zum Neutralisieren elektrostatischer Ladung an den Kunststoff-
bzw. Zubehörteilen
aufweist.
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Unter dem Wirkungsbereich des Handlinggerätes wird
dabei im Rahmen der vorliegenden Erfindung derjenige Abschnitt des
Produktionsprozesses verstanden, in dem das eingangs beschriebene Handlinggerät an dem
Transport und gegebenenfalls an der weiteren Bearbeitung der hergestellten
Kunststoffteile beteiligt ist. Anschaulich gesprochen erstreckt
sich der Wirkungsbereich des Handlinggerätes somit von dem Punkt, an
dem das Handlinggerät ein
hergestelltes Kunststoffteil aus dem Formhohlraum der Kunststoff-Spritzgießmaschine
entnimmt, bis zu dem Punkt, an dem das Handlinggerät das entnommene
Kunststoffteil für
eine Zwischenlagerung ablegt oder einer nachfolgenden, eigenständigen Transport-
oder Verarbeitungseinrichtung übergibt.
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Die genannten Maßnahmen besitzen den Vorteil,
daß eine
Entladung oder Neutralisierung der hergestellten Kunststoffteile
einerseits sehr frühzeitig im
Verlauf des Produktionsprozesses erfolgt. Dies führt dazu, daß die nachteiligen
Wirkungen der elektrostatischen Aufladung der hergestellten Kunststoffteile
schon zu einem sehr frühen
Zeitpunkt des Produktionsprozesses unterbunden werden können. Hierdurch
kann der Produktionsprozeß von
Beginn an frei von Störungen
und Komplikationen, die durch die elektrostatischen Ladungen hervorgerufen
werden können,
zeitlich optimiert werden.
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Andererseits läßt sich der Schritt des Neutralisierens
der geladenen Kunststoffteile aufgrund der genannten Maßnahmen
optimal mit anderen, unvermeidlichen Produktionsschritten kombinieren.
Durch die sich hierbei ergebende zeitliche Überlappung läßt sich
ebenfalls Produktionszeit einsparen, so daß der gesamte Produktionsablauf
der Kunststoff-Spritzgießanlage
beschleunigt wird.
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Insgesamt tragen somit zwei an sich
voneinander unabhängige
Effekte zu den vorteilhaften Wirkungen der genannten Maßnahmen
bei. Die eingangs gestellte Aufgabe wird dabei vollständig gelöst.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung
der erfindungsgemäßen Maßnahmen
sind die genannten Mittel an dem Greifer des Handlinggerätes angeordnet.
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Diese Maßnahme besitzt den Vorteil,
daß die genannten
Mittel zum frühestmöglichen
Zeitpunkt nach dem Spritzgießvorgang
auf die hergestellten Kunststoffteile einwirken können. Hierdurch
werden die bereits zuvor genannten Wirkungen in optimaler Weise
erreicht. Darüber
hinaus besitzt die Maßnahme
den Vorteil, daß die
genannten Mittel unabhängig von
der verwendeten Kunststoff-Spritzgießmaschine bzw.
unabhängig
von den bei ihr eingesetzten Werkzeughälften Verwendung finden können. Hierdurch ist
es möglich,
das erfindungsgemäße Handlinggerät mit verschiedenen
Kunststoff-Spritzgießmaschinen zu
kombinieren. Ein weiterer Vorteil der genannten Maßnahme ist,
daß die
Mittel zum Neutralisieren auf diese Weise ortsbeweglich sind und
somit beispielsweise auch zu dem Formhohlraum der Kunststoff-Spritzgießmaschine
herangeführt
werden können,
um ein noch innerhalb des Formhohlraums befindliches Kunststoffteil
elektrostatisch zu neutralisieren. Dies ist insbesondere dann von
Vorteil, wenn der Greifer des Handlinggerätes auch dazu verwendet wird,
ein empfindliches elektronisches Bauelement als Zubehörteil in
den Formhohlraum der Spritzgießmaschine
einzulegen, so daß dieses
Bauelement dann von der Kunststoffschmelze umgossen wird.
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In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der
zuvor genannten Maßnahme
sind die genannten Mittel in den Greifer des Handlinggerätes integriert.
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Anschaulich gesprochen bedeutet dies,
daß die
genannten Mittel derart an dem Greifer des Handlinggerätes angeordnet
sind, daß sie
nicht über
eine Außenkontur
des Greifers hinausragen. Die Maßnahme besitzt den Vorteil,
daß der
Greifer somit frei von hervorstehenden Kanten und Ecken ausgeführt werden
kann, die einen optimal gestalteten Bewegungsablauf beim Einfahren zwischen
die Werkzeughälften der
Spritzgießmaschine
behindern würden.
Des weiteren ist es hierdurch möglich,
die genannten Mittel so dicht wie nur irgend möglich an den Formhohlraum der
Spritzgießmaschine
heranzubringen, so daß die
genannten Mittel in optimaler Weise auch in den Formhohlraum hineinwirken
können.
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In einer alternativen Ausgestaltung
der erfindungsgemäßen Maßnahme sind
die genannten Mittel an einer definierten Position entlang eines
Transportweges der Kunststoff- bzw. Zubehörteile angeordnet.
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Diese Maßnahme ist insbesondere dann
vorteilhaft, wenn der Greifer des Handlinggerätes von seinen Abmessungen
her nicht genügend
Platz aufweist, um die genannten Mittel an ihm anzuordnen oder zu
integrieren. Darüber
hinaus besitzt die Maßnahme
den Vorteil, daß hierdurch
auch ältere,
bereits im Betrieb befindliche Kunststoff-Spritzgießanlagen auf
einfache Weise erfindungsgemäß nachgerüstet werden
können.
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In einer weiteren Ausgestaltung der
zuvor genannten Maßnahme
liegt die definierte Position an einer Bewegungsbahn des Greifers.
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Diese Maßnahme besitzt den Vorteil,
daß die genannten
Mittel wiederum möglichst
frühzeitig
und in zeitlicher Überlappung
zu dem Entnahmevorgang der Kunststoffteile aus dem Formhohlraum
ihre neutralisierende Wirkung entfalten können. Auch befinden sich die
hergestellten Kunststoffteile somit beim Vorbeiführen an den genannten Mitteln
in einer gegenüber
der Entnahme aus dem Formhohlraum gar nicht oder nur definiert veränderten
Position. Hierdurch ist es möglich,
die hergestellten Kunststoffteile abgestimmt auf ihre äußere Geometrie
an den genannten Mitteln vorbeizuführen. Dadurch kann die neutralisierende
Wirkung der genannten Mittel optimiert werden.
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In einer weiteren Ausgestaltung der
Erfindung erzeugen die genannten Mittel einen ionisierten Gasstrom.
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Diese Maßnahme besitzt gegenüber einer alternativen
Ausgestaltung, bei der die genannten Mittel allein durch Kontakt
eine Ableitung der Ladungen bewirken, den Vorteil einer höheren Entladereichweite
und damit einer größeren Effektivität. Auch
ist es hierdurch besonders gut möglich,
von dem Greifer des Handlinggerätes
in den Formhohlraum der Spritzgießmaschine hineinzuwirken.
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Es versteht sich, daß die vorstehend
genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur
in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen
Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen
der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung
sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden
Beschreibung näher
erläutert.
Es zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Kunststoff-Spritzgießanlage,
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2 eine
schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Kunststoff-Spritzgießanlage
in einem gegenüber der 1 vergrößerten Ausschnitt und
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3 ein
drittes Ausführungsbeispiel
der Erfindung anhand einer vergrößerten,
schematischen Darstellung des Greifers eines erfindungsgemäßen Handlinggerätes.
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In 1 ist
eine erfindungsgemäße Kunststoff-Spritzgießanlage
in ihrer Gesamtheit mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet.
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Die Spritzgießanlage 10 weist eine
Kunststoff-Spritzgießmaschine 12 sowie
ein Handlinggerät 14 auf.
Die Kunststoff-Spritzgießmaschine 12 ist
hier nur schematisch anhand ihrer Werkzeughälften 16 und 18 dargestellt.
Die Werkzeughälfte 16 besitzt
einen Formhohlraum 20, in dem in an sich bekannter Weise
Kunststoffteile durch Spritzgießen
hergestellt werden können.
Die Werkzeughälfte 18 ist
in Richtung des Pfeils 22 verfahrbar, wodurch der Formhohlraum 20 geöffnet und
geschlossen werden kann. Es versteht sich, daß die hier gezeigte Anordnung
der Werkzeughälften 16, 18 nur
beispielhaft zu verstehen ist und daß die vorliegende Erfindung
sich auch auf Anlagen erstreckt, deren Spritzgießmaschinen kompliziert gestaltete
Formhohlräume
in einfacher oder mehrfacher Anzahl pro Werkzeughälfte sowie
auf Spritzgießmaschinen
mit sogenannten Etagenwerkzeugen erstreckt.
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Das Handlinggerät 14 dient in erster
Linie zum Entnehmen eines hergestellten Kunststoffteils 24 aus
dem Formhohlraum 20 der Spritzgießmaschine 12. Hierzu
besitzt das Handlinggerät 14 einen
hier ebenfalls nur schematisch dargestellten Greifer 26, der
in Richtung des Pfeils 28 zwischen die dann geöffneten
Werkzeughälften 16, 18 einfahren
kann. An dem Greifer 26 befindet sich ein Greifelement 30,
das im vorliegenden Fall als Saugnapf dargestellt ist. Die Erfindung
ist jedoch auch in dieser Hinsicht keineswegs auf diese Ausführungsform
beschränkt,
so daß der
Greifer 26 auch beliebige anders funktionierende Greifelemente
besitzen kann. Nach der Entnahme aus dem Formhohlraum 20 übergibt
der Greifer 26 das hergestellte Kunststoffteil 24 einer
nachfolgenden Transport- oder Weiterverarbeitungsanlage. Alternativ
dazu kann der Greifer 26 die entnommenen Kunststoffteile 24 zu
Transport- bzw. Verpackungseinheiten abstapeln. Dies ist anhand
des Stapels 32 im vorliegenden Fall angedeutet.
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Über
diese vereinfachte, schematische Darstellung hinaus sind im Stand
der Technik auch Handlinggeräte
bekannt, die ihrerseits bereits eine erste Weiterverarbeitung der
entnommenen Kunststoffteile, wie beispielsweise das Zusammenstecken mehrerer
Kunststoffteile, durchführen.
Dabei können anstelle
des hier gezeigten einen Greifers 26 mehrere Greifer vorhanden
sein, die an dem Transport bzw. der Bearbeitung des Kunststoffteils 24 gleichzeitig oder
der Reihe nach beteiligt sind. Der Transportweg des aus dem Formhohlraum 20 entnommenen Kunststoffteils 24 verläuft dabei
innerhalb des Handlinggerätes 14 entlang
der Bewegungsbahn des bzw. der einzelnen Greifer 26.
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Mit der Bezugsziffer 40 ist
ein Mittel zum Neutralisieren elektrostatischer Ladung an dem entnommenen
Kunststoffteil 24 bezeichnet, das im vorliegenden Fall
ein sogenannter Ionenblaskopf ist. Der Ionenblaskopf 40 besitzt
in an sich bekannter und nachfolgend anhand von 3 noch näher erläuterter Art und Weise Emissionsspitzen,
die mit einer elektrischen Spannung beaufschlagt werden können. Sofern
die elektrische Spannung genügend
groß gewählt ist,
wird beispielsweise durch Corona-Entladungen
die um die Emissionsspitzen herum befindliche Luft ionisiert. Ein
hier nicht dargestellter Druckluftanschluß führt dem Ionenblaskopf 40 gleichzeitig Druckluft
zu, die die ionisierte Luft in Richtung des zu neutralisierenden
Kunststoffteils 24 bläst.
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Mit der Bezugsziffer 42 ist
schematisch eine an sich bekannte Steuereinheit bezeichnet, die
den Prozeßablauf
der gesamten Kunststoff-Spritzgießanlage 10 steuert.
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Wie der Darstellung der 1 zu entnehmen ist, ist
der Ionenblaskopf 40 in diesem Ausführungsbeispiel entlang des
Transportweges des Kunststoffteils 24 von dem Formhohlraum 20 zu
dem Stapel 32 angeordnet. Genauer gesagt befindet sich
der Ionenblaskopf 40 an einer definierten Position in der
Nähe der
Bewegungsbahn des Greifers 26, die mit Hilfe des Pfeils 28 angedeutet
ist. Das aus dem Formhohlraum 20 entnommene Kunststoffteil 24 wird
somit beim Entformen und Abstapeln automatisch an dem Ionenblaskopf 40 vorbeigeführt. Hierdurch
ist es möglich,
das Kunststoffteil 24 in zeitlicher Überlappung zu diesem Transportvorgang
und ohne Unterbrechung durch einen zusätzlichen Produktionsschritt
von elektrostatischer Ladung zu befreien.
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Zur technischen Realisierung der
hier nur schematisch gezeigten Anordnung wird der Ionenblaskopf
40 im einfachsten Fall an einer geeigneten Stelle des Gehäuses oder
Rahmens des Handlinggerätes 14 befestigt.
Alternativ zu einem Ionenblaskopf der zuvor beschriebenen Art kann
dabei gegebenenfalls auch eine an sich im Stand der Technik bekannte Entladeelektrode
verwendet werden.
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Bei den nachfolgend beschriebenen,
weiteren Ausführungsbeispielen
bezeichnen gleiche Bezugsziffern jeweils die gleichen Elemente,
die bereits anhand der 1 erläutert wurden.
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Das Ausführungsbeispiel gemäß 2 unterscheidet sich von
demjenigen in 1 im wesentlichen
dadurch, daß ein
Ionenblaskopf 50 hier nicht an einer definierten Position
entlang der Bewegungsbahn des Greifers 26, sondern an dem
Greifer 26 selbst angeordnet ist. Der Ionenblaskopf 50 ist
dabei derart im Bereich des Greifelements 30 befestigt,
daß seine
neutralisierende Entladungswirkung das Kunststoffteil 24 dann
erreicht, wenn dieses von dem Greifelement 30 gehalten
wird. Im übrigen
gilt hinsichtlich der Funktionsweise und der möglichen Alternativen des Ionenblaskopfs 50 das
zuvor Gesagte.
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In dem weiteren Ausführungsbeispiel
gemäß 3 ist ein Ionenblaskopf
in seiner Gesamtheit mit der Bezugsziffer 60 bezeichnet.
Der Ionenblaskopf 60 ist in diesem Fall in den Greifer 26 des
Handlinggerätes 14 integriert.
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Wie anhand der schematischen Querschnittsdarstellung
ersichtlich ist, umfaßt
der Ionenblaskopf 60 Emissionsspitzen 62, die
im vorliegenden Fall ringförmig
oder in zwei zueinander parallelen Reihen in einer Vertiefung 63 am
Kopfende des Greifers 26 angeordnet sind. An die Emissionsspitzen 62 kann über hier
nicht dargestellte Zuleitungskabel eine elektrische Spannung angelegt
werden.
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Mit der Bezugsziffer 64 sind
ebenfalls in dem Kopfende des Greifers 26 angeordnete Luftkanäle bezeichnet,
die über
einen gemeinsamen Ringkanal 66 miteinander verbunden sind
und Austrittslöcher 68 in
Richtung eines aufzunehmenden Kunststoffteils 24 besitzen.
Die Luftkanäle 64 können über den Ringkanal 66 sowie
hier nicht dargestellte Zuführungsleitungen
mit Druckluft gespeist werden. In diesem Fall tritt die zugeführte Luft
an den Austrittslöchern 68 in
Richtung der Pfeile 70 aus und umströmt sodann ein von dem Greifer 26 mit
Hilfe des Greifelements 30 gehaltenes Kunststoffteil 24.
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Mit der Bezugsziffer 72 ist
schematisch die ionisierte Luft im Bereich der Emissionsspitzen 62 angedeutet,
die durch die an den Austrittslöchern 68 austretende
Luft in Richtung der Pfeile 70 mitgenommen wird und sodann
das Kunststoffteil 24 umfließt. Hierdurch werden gegebenenfalls
vorhandene elektrostatische Ladungen an dem Kunststoffteil 24 neutralisiert.
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Aufgrund der Tatsache, daß die aus
den Luftkanälen 64 austretende
Luft in diesem Ausführungsbeispiel
im wesentlichen in derselben Richtung strömt, in der das Entnahmeelement 30 mit
Hilfe seines hier nur schematisch angedeuteten Antriebes 78 bewegbar
ist, ist es möglich,
das Kunststoffteil 24 auch dann bereits mit ionisierter
Luft 72 abzublasen, wenn es sich noch in dem Formhohlraum 20 der Spritzgießmaschine 12 befindet.
Ebenso ist es hierdurch möglich,
den Formhohlraum 20 selbst mit ionisierter Luft 72 "auszuspülen".
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Alternativ zu dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel kann anstelle
der Emissionsspitzen 62 und/oder der Luftkanäle 64 eine
Kontaktelektrode in der Vertiefung 63 des Greifers 26 angeordnet
sein. Mit einer solchen Kontaktelektrode können die auf dem Kunststoffteil 24 vorhandenen
elektrostatischen Ladungen abgesaugt werden, sobald das Kunststoffteil 24 in
die Nähe
der Elektrode kommt. Eine Tiefenwirkung in den Formhohlraum 20 der
Spritzgießmaschine 12 hinein
ist hierdurch jedoch nicht oder nur in geringerem Maße als bei
dem Ionenblaskopf 60 gegeben.