DE19963572C2 - Vorrichtung und Verfahren zum Handhaben eines Kunststofferzeugnisses - Google Patents
Vorrichtung und Verfahren zum Handhaben eines KunststofferzeugnissesInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Hand
haben eines Kunststofferzeugnisses bei oder nach dessen Entnah
me aus einem Werkzeug einer Kunststoff-Spritzgießmaschine, mit
Haltemitteln zum Festhalten des Kunststofferzeugnisses und mit
Kühlmitteln zum Kühlen eines ersten Oberflächenabschnitts da
von, wobei die Haltemittel eine Aufnahme mit einer Innenwand
beinhalten, die das Kunststofferzeugnis umgibt.
Die Erfindung betrifft des weiteren ein entsprechendes Ver
fahren mit den Schritten:
- - Festhalten des Kunststofferzeugnisses in einer Auf nahme mit einer Innenwand, die das Kunststofferzeug nis umgibt, und
- - Kühlen eines ersten Oberflächenabschnitts des Kunst stofferzeugnisses mit Kühlmitteln.
Eine solche Vorrichtung und ein solches Verfahren sind aus der
EP 0 266 804 B1 bekannt.
In dieser Druckschrift ist eine Vorrichtung zum Halten und Küh
len eines noch warmen Vorformlings beschrieben, der in der
Fachterminologie auch als Preform bezeichnet wird. Hierbei han
delt es sich um ein Kunststofferzeugnis, das als Zwischen
produkt bei der Herstellung von Kunststoffflaschen und ähn
lichem verwendet wird. Die Preform wird zunächst in an sich be
kannter Weise mit Hilfe einer Kunststoff-Spritzgießmaschine
hergestellt und später in einem nachfolgenden Verarbeitungs
schritt durch Aufblasen zu einer Kunststoffflasche umgeformt.
Die bekannte Vorrichtung besitzt zum Halten und Kühlen der Pre
form eine tubusartige Aufnahme, in die jeweils eine zunächst
noch warme Preform durch Ansaugen hineingezogen wird. Die Auf
nahme besitzt Kanäle für eine Kühlflüssigkeit, und sie ist der
art dimensioniert, daß die seitlichen Außenflächen einer aufge
nommenen Preform in direktem Kontakt an den seitlichen Innen
flächen der Aufnahme anliegen. Durch den Kontakt mit der ge
kühlten Aufnahme werden die seitlichen Flächen der Preform
gekühlt. Die bekannte Vorrichtung ist jedoch wenig flexibel, da
sie stets exakt an die Form der Kunststofferzeugnisse angepaßt
sein muß. Außerdem können sich in Abhängigkeit von der jeweili
gen Form Schwierigkeiten bei der Entnahme der Kunststofferzeug
nisse aus der Aufnahme ergeben. Schließlich werden bei dieser
bekannten Vorrichtung einzelne Bereiche der Kunststofferzeug
nisse, wie bspw. das Gewinde der Preform, nicht gekühlt.
Aus der DE 195 36 868 A1 ist es bekannt, CD-Hüllen aus Kunst
stoff nach ihrer Entnahme aus einer Kunststoff-Spritzgieß
maschine mit Hilfe eines Luftstroms zu kühlen. Die Kunststoff
erzeugnisse werden dabei von einem Greifwerkzeug an ein Kühl
band übergeben, das über den Luftaustritt eines Gebläses ge
führt ist. Das Kühlband ist Bestandteil einer Kühlstation, die
dem Entnahmewerkzeug zum Entformen der Kunststofferzeugnisse
nachgeordnet ist. Dies funktioniert bei vergleichsweise dünn
wandigen Kunststofferzeugnissen wie CD-Hüllen recht gut, da
diese schnell erkalten. Bei dickwandigen Kunststofferzeugnis
sen, wie bspw. Cremedosen für die Kosmetikindustrie, die nur
langsam bis ins Innere durchkühlen, können sich bei einer solch
einfachen Vorrichtung jedoch Schwierigkeiten ergeben. Insbeson
dere besteht die Gefahr, daß die bereits erstarrte Außenfläche
der Cremedose bei dem Transport zu der Kühlstation durch den
heißen Kern von innen wieder angeschmolzen wird.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine al
ternative Vorrichtung sowie ein entsprechendes Verfahren anzu
geben, die bei einer verbesserten Flexibilität gerade zum Küh
len von dickwandigen Kunststofferzeugnissen sehr gut geeignet
sind.
In Verbindung mit dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 wird
diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Haltemittel das Kunst
stofferzeugnis mit einem definierten Freiraum zwischen der In
nenwand und dem ersten Oberflächenabschnitt halten und daß die
Kühlmittel einen Mediumstrom beinhalten, der in dem Freiraum an
dem ersten Oberflächenabschnitt entlang geführt ist.
In Verbindung mit dem Oberbegriff des Patentanspruchs 13 wird
die Aufgabe dadurch gelöst, daß das Kunststofferzeugnis mit
einem definierten Freiraum zwischen der Innenwand und dem er
sten Oberflächenabschnitt gehalten wird und daß in dem Freiraum
ein Mediumstrom an dem ersten Oberflächenabschnitt entlang ge
führt wird.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung unterscheidet sich von der be
kannten Vorrichtung der EP 0 266 804 B1 vor allem dadurch, daß
der zu kühlende erste Oberflächenabschnitt ohne direkten Kon
takt mit einer Kühlfläche gehalten werden kann. Da die Kühlmit
tel demzufolge nicht mehr exakt an die Form der zu kühlenden
Kunststofferzeugnisse angepaßt sein müssen, ergeben sich viel
fältigere und flexiblere Konstruktions- und Einsatzmöglichkei
ten. Gleichzeitig kann mit Hilfe des Mediumstroms, der ein
Flüssigkeitsstrom oder ein Gasstrom sein kann, auf sehr effizi
ente Weise eine hervorragende Kühlwirkung erreicht werden.
Hierzu trägt besonders die Verwendung der bevorzugt tubusarti
gen Aufnahme bei, da durch den definierten Abstand zwischen der
Innenwand und dem ersten Oberflächenabschnitt definierte Strö
mungsverhältnisse erreicht werden können. Infolgedessen ist es
möglich, die Stärke und den Verlauf des Mediumstroms den jewei
ligen Erfordernissen sehr exakt anzupassen.
Darüber hinaus bietet der Mediumstrom den Vorteil, daß die In
tensität der Kühlung sehr einfach und mit einer sehr schnellen
Reaktionszeit variiert werden kann, indem beispielsweise die
Geschwindigkeit und/oder die Temperatur des Stroms verändert
wird. Insbesondere ist es durch Ein- bzw. Abschalten des Medi
umstroms möglich, die Kühlwirkung der Vorrichtung abrupt ein-
bzw. auszuschalten, ohne das Kunststofferzeugnis selbst zu be
wegen.
Schließlich kann die erfindungsgemäße Vorrichtung sehr gut in
ein Entnahmewerkzeug zum Entformen der Kunststofferzeugnisse
aus der Kunststoff-Spritzgießmaschine oder in das Werkzeug der
Spritzgießmaschine selbst integriert werden, so daß die Kunst
stofferzeugnisse bereits bei oder unmittelbar nach ihrer Ent
nahme aus dem Formhohlraum der Spritzgießmaschine gekühlt wer
den können. Dies ist aus den oben bereits erläuterten Gründen
vor allem bei dickwandigen Kunststofferzeugnissen sehr vorteil
haft.
Hinzu kommt, daß die Kunststofferzeugnisse in der Aufnahme wäh
rend der Kühlung und damit bis zur endgültigen Aushärtung sehr
gut gegen äußere Einflüsse und Beschädigungen geschützt sind.
Insgesamt ist die zuvor genannte Aufgabe daher vollständig ge
löst.
In einer Ausgestaltung der Erfindung weisen die Kühlmittel der
Vorrichtung eine Überdruckeinheit auf, von der aus der Medium
strom mit Überdruck an dem ersten Oberflächenabschnitt entlang
strömt. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren dieser Ausgestaltung
wird der Mediumstrom daher mit Überdruck an dem ersten
Oberflächenabschnitt entlanggeführt.
Alternativ zu dieser Maßnahme ist es auch möglich, den Medium
strom durch Ansaugen, d. h. mit Hilfe eines Unterdrucks, an dem
ersten Oberflächenabschnitt vorbeizuführen. Wenn als Kühlmedium
jedoch beispielsweise Luft verwendet wird, kann mit Hilfe eines
Unterdrucks maximal eine Druckdifferenz von 1 bar erzeugt wer
den. Tatsächlich wird die erreichbare Druckdifferenz noch ge
ringer sein, da es technisch nicht möglich ist, ein vollständi
ges Vakuum zu erzeugen.
Demgegenüber besitzt diese Ausgestaltung der Erfindung den Vor
teil, daß auch höhere Druckdifferenzen erzeugt werden können.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung wird der erste
Oberflächenabschnitt beispielsweise mit einem Überdruck von bis
zu etwa 7 bar mit Luft angeblasen. Hierdurch kann bei gleichen
geometrischen Verhältnissen eine größere Wärmemenge abgeführt
als bei Verwendung eines Unterdrucks. Zudem vergrößert sich
auch die Variationsbreite, innerhalb der die Intensität der
Kühlung variiert werden kann.
In einer weiteren Ausgestaltung der zuvor genannten Maßnahme
umgibt die Aufnahme das Kunststofferzeugnis vollständig.
Diese Maßnahme besitzt den Vorteil, daß die Strömungsverhält
nisse rund um das Kunststofferzeugnis definiert sind, was eine
sehr effiziente und definierte Kühlung ermöglicht. Darüber hin
aus ist das zunächst noch warme und daher leicht verformbare
Kunststofferzeugnis auf diese Weise vor äußeren Einwirkungen
und Beschädigungen besonders gut geschützt.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Aufnahme jeweils nur ein
einzelnes Kunststofferzeugnis umgibt.
In diesem Fall können nämlich die Strömungsverhältnisse sehr
exakt auf das eine Kunststofferzeugnis angepaßt werden, so daß
eine individuelle und damit optimale Kühlung möglich ist.
In einer weiteren Ausgestaltung weist die erfindungsgemäße Vor
richtung eine Abstandsregelung zum Einstellen der Größe des
Freiraums auf.
Die Maßnahme besitzt den Vorteil, daß die Strömungsverhältnisse
an Veränderungen der Kunststofferzeugnisse leicht angepaßt wer
den können. Veränderungen ergeben sich beispielsweise dadurch,
daß sehr heiße Kunststofferzeugnisse aufgrund ihrer Abkühlung
schrumpfen. Darüber hinaus können die Strömungsverhältnisse
hier sehr leicht an unterschiedliche Kunststofferzeugnisse an
gepaßt werden. Insgesamt wird hierdurch die Effizienz und Fle
xibilität nochmals gesteigert.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die Aufnah
me bewegliche Sperrelemente auf, um das Kunststofferzeugnis ge
gen ein Herausbewegen aus der Aufnahme zu sichern.
Bevorzugt sind die Sperrelemente radial zur Längsmittelachse
der Aufnahme beweglich. Die Maßnahme ist besonders vorteilhaft,
wenn der Mediumstrom mit Überdruck in Richtung eines Endes der
Aufnahme gegen das Kunststofferzeugnis geblasen wird, da in
diesem Fall eine Beschädigung des Kunststofferzeugnisse mit
konstruktiv sehr einfachen Mitteln verhindert ist.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die Aufnah
me Leitmittel auf, um den Mediumstrom zu einem zweiten Oberflä
chenabschnitt des Kunststofferzeugnisses weiterzuleiten.
Diese Maßnahme ist besonders vorteilhaft, wenn das Kunst
stofferzeugnis eine becherartige Form besitzt, wie dies vor al
lem bei Cremedosen für die Kosmetikindustrie der Fall ist. Bei
derartigen Kunststofferzeugnissen ist es aufgrund der genannten
Maßnahme möglich, den Mediumstrom zunächst an der Außenseite
der Cremedose vorbeizuführen und anschließend in den Innen
bereich der Cremedose weiterzuführen. Infolgedessen ist es mög
lich, mit nur einem Mediumstrom mehrere, versetzt zueinander
liegende Oberflächenabschnitte eines oder sogar mehrerer Kunst
stofferzeugnisse zu kühlen. Dabei ist die Weiterleitung des Me
diumstroms mit Hilfe von Leitmitteln konstruktiv einfach.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die Vor
richtung Mittel auf, die den Mediumstrom verwirbeln. Dement
sprechend wird der Mediumstrom bei dieser Ausgestaltung des er
findungsgemäßen Verfahrens verwirbelt.
Derartige Mittel sind bevorzugt vorspringende Elemente, die an
der Innenwand der Aufnahme angeordnet sind und die den Medium
strom daher "behindern". Alternativ oder ergänzend hierzu kann
die Innenwand der Aufnahme eine strukturierte Oberfläche auf
weisen. Schließlich kann der Mediumstrom bereits verwirbelt in
die Aufnahme eingeleitet werden. Die Maßnahme besitzt den Vor
teil, daß das Wärmeaufnahmevermögen des Stroms und damit die
Effizienz der Kühlwirkung verbessert wird.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind an der In
nenwand der Aufnahme Elemente angeordnet, die das aufgenommene
Kunststofferzeugnis in einer vorgegebenen Position stabilisie
ren.
Diese Maßnahme besitzt den Vorteil, daß ein unkontrolliertes
"Tanzen" des Kunststofferzeugnisses in dem Mediumstrom sowie
daraus folgende Beschädigungen vermieden werden. Die genannten
Elemente sind bevorzugt Zapfen, Schienen oder Vorsprünge. Be
sonders vorteilhaft ist es, wenn die Elemente zudem die Wirkung
haben, den Mediumstrom zu verwirbeln.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die Aufnah
me definierte Züge auf, die den Mediumstrom spiralförmig um das
Kunststofferzeugnis herumleiten.
Diese Maßnahme besitzt den Vorteil, daß die zurückzulegende
Wegstrecke für den Mediumstrom im Kontakt mit dem ersten Ober
flächenabschnitt verlängert ist. Hierdurch wird die Möglichkeit
für einen Wärmeübergang von dem ersten Oberflächenabschnitt zu
dem Mediumstrom und damit die Effizienz der Kühlung verbessert.
Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn die definierten Züge so
ausgestaltet sind, daß das Kunststofferzeugnis in eine Eigen
rotation versetzt wird. In diesem Fall erhält das Kunststoff
erzeugnis nämlich eine sehr stabile Lage innerhalb der Aufnah
me, ohne daß sich in der außenseitigen Oberfläche des Kunst
stofferzeugnisses Andruckpunkte abzeichnen können. Des weiteren
wird in diesem Fall die Gleichmäßigkeit der Kühlung nochmals
verbessert.
In einer weiteren Ausgestaltung ist die erfindungsgemäße Vor
richtung Teil eines Entnahmewerkzeugs zum Entformen des Kunst
stofferzeugnisses aus einem Formhohlraum der Kunststoff-Spritz
gießmaschine. Dementsprechend wird das Kunststofferzeugnis bei
dem erfindungsgemäßen Verfahren beim Entformen aus dem Form
hohlraum der Kunststoff-Spritzgießmaschine gekühlt.
Um die Zykluszeit einer Spritzgießmaschine zu verkürzen und da
mit die Produktionsleistung zu erhöhen, ist es von Vorteil,
wenn die hergestellten Kunststofferzeugnisse möglichst schnell
aus dem Werkzeug der Spritzgießmaschine entformt werden können.
Hierbei besteht jedoch häufig die Gefahr, daß die bereits er
starrte Außenhaut eines gerade hergestellten Kunststofferzeug
nisses durch den noch heißen inneren Kern von innen her wieder
anschmilzt, so daß das Kunststofferzeugnis seine vorgegebene
Form verliert. Ein derartiges Anschmelzen wird mit der genann
ten Maßnahme vermieden, so daß die hergestellten Kunststoff
erzeugnisse bereits nach sehr kurzer Zeit aus dem Formhohlraum
der Spritzgießmaschine entformt werden können. Insgesamt be
sitzt die genannte Maßnahme daher den Vorteil, daß die Zyklus
zeit einer Kunststoff-Spritzgießmaschine bei gleichbleibender
Qualität der Kunststofferzeugnisse reduziert werden kann.
In einer alternativen Ausgestaltung ist die Aufnahme Teil eines
Formhohlraums einer Kunststoff-Spritzgießmaschine.
Auch in diesem Fall kann das Kunststofferzeugnis sehr schnell
nach dem Spritzgießvorgang gekühlt werden, da die Kühlung be
reits in dem Formhohlraum des Formwerkzeugs beginnen kann.
Es versteht sich, daß die vorstehend genannten Merkmale nicht
nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in an
deren Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind,
ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung
dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Vorrichtung gemäß einem ersten Ausführungs
beispiel,
Fig. 2 eine Ansicht der Vorrichtung aus Fig. 1 entlang der
Linie II-II,
Fig. 3 eine Vorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungs
beispiel,
Fig. 4 eine Vorrichtung gemäß einem dritten Ausführungs
beispiel und
Fig. 5 eine Vorrichtung gemäß einem vierten Ausführungs
beispiel.
In Fig. 1 ist eine Vorrichtung in ihrer Gesamtheit mit der Be
zugsziffer 10 bezeichnet.
Die Vorrichtung 10 besitzt eine tubusartige Aufnahme 12 mit
einem sich konisch verjüngenden Innenraum 14. In dem Innenraum
14 ist ein Kunststofferzeugnis 16 aufgenommen und gehalten, bei
dem es sich hier beispielhaft um eine Cremedose handelt. Die
genannte tubusartige Formgebung ist dabei nur beispielhaft zu
verstehen.
Die konische Verjüngung des Innenraums 14 ist hier beispielhaft
gezeigt und besitzt den Vorteil, daß die Cremedose 16 leichter
in die Aufnahme 12 eingeführt werden kann. Der Innenraum 14
kann im Gegensatz zu bisher bekannten Vorrichtungen jedoch auch
eine andere Form aufweisen.
Die Cremedose 16 besitzt einen Boden 18 mit einer Innenseite 20
und einer Außenseite 22 sowie eine Seitenwand 24 mit einer In
nenseite 26 und einer Außenseite 28. Im Bereich ihrer Öffnung
weist die Cremedose 16 einen Gewindeabschnitt 30 auf, auf den
beim späteren Gebrauch ein Deckel aufgeschraubt werden kann.
Der Gewindeabschnitt 30 besitzt einen geringfügig kleineren
Außendurchmesser als der benachbart liegende Bereich der Sei
tenwand 24, wodurch ein Vorsprung gebildet ist, der zum Fest
halten der Cremedose 16 innerhalb der Aufnahme 12 verwendet
werden kann.
Die tubusartige Aufnahme 12 ist an ihrem in Fig. 1 oben liegen
den Ende mit einem Boden 40 abgeschlossen. Dem Boden 40 gegen
über besitzt die Aufnahme 12 eine Einführöffnung 42, durch die
die Cremedose 16 in den Innenraum 14 der Aufnahme 12 einge
bracht bzw. entnommen werden kann. Im Bereich der Einführ
öffnung 42 sind um den Umfang der Aufnahme 12 verteilt erste
Sperrelemente 44, 46 sowie zweite Sperrelemente 48, 50, 52 und
54 angeordnet. Das zweite Sperrelement 54 ist aufgrund der
Querschnittsdarstellung in Fig. 1 nur in der Draufsicht gemäß
Fig. 2 zu erkennen.
Wie in Fig. 2 ebenfalls zu erkennen ist, verschließen die
Sperrelemente 44 bis 54 die Einführöffnung 42 der Aufnahme 12
nicht vollständig, sondern es verbleibt eine Öffnung 56, durch
die Luft oder ein anderes Kühlmedium aus dem Innenraum 14 der
Aufnahme 12 heraustreten kann.
Die Sperrelemente 44 bis 54 sind mit Hilfe von Antrieben 58,
die hier nur schematisch dargestellt sind, in Richtung der
Pfeile 60, 62, d. h. radial zur Längsmittelachse 64 der Aufnahme
12, bewegbar. In der in Fig. 1 dargestellten Situation befinden
sich die Sperrelememte 44 bis 54 in einer Position, in der sie
die Cremedose 16 gegen ein Herausfallen aus der Aufnahme 12 si
chern. Dabei greifen die ersten Sperrelemente 44, 46 am Außen
umfang des Gewindeabschnitts 30 der Cremedose 16 an, während
die zweiten Sperrelemente 48 bis 54 radial über den Gewinde
abschnitt 30 überstehen. Insgesamt wird die Einführöffnung 42
hierdurch so weit verkleinert, daß die Cremedose 16 aus dem In
nenraum 14 der Aufnahme 12 nicht herausfallen kann.
Mit der Bezugsziffer 70 sind zwei Einlässe für ein Kühlmedium
bezeichnet, die im Boden 40 der Aufnahme 12 angeordnet sind.
Als Kühlmedium wird in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
Luft verwendet. Alternativ könnte als Kühlmedium jedoch auch
ein anderes Gas oder eine Flüssigkeit, insbesondere Wasser,
verwendet werden.
Die Kühlluft strömt mit Überdruck durch die Einlässe 70 in
Richtung der Pfeile 72 in den Innenraum 14 der Aufnahme 12 ein.
Der Überdruck wird im vorliegenden Ausführungsbeispiel mit Hil
fe zweier Druckluftkompressoren 74 erzeugt, die die Umgebungs
luft der Vorrichtung 10 ansaugen und verdichten. Die Verwendung
zweier Druckluftkompressoren 74 ist hier wiederum nur beispiel
haft zu verstehen. Alternativ kann ein beliebiges Kühlmedium
beispielsweise zunächst in einem gemeinsamen Überdruckreservoir
verdichtet werden, um anschließend durch einen oder mehrere
Einlässe 70 in den Innenraum 14 der Aufnahme 12 einzuströmen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung besitzt die
Vorrichtung 10 ferner eine Temperatursteuerung 76, mit der die
angesaugte und verdichtete Kühlluft selbst auf einen vorgegebe
nen Temperaturwert gebracht wird.
Des weiteren ist im Bereich des Bodens 40 der Aufnahme 12 eine
Greifeinrichtung 80 angeordnet, mit der die Cremedose 16 in den
Innenraum 14 der Aufnahme 12 hineingezogen werden kann. Die
Greifeinrichtung 80 weist im vorliegenden Fall eine Stange 82
mit einer endseitigen Bodenplatte 84 auf, die in den Innenraum
14 der Aufnahme 12 hineinragt. Die Stange 82 ist über einen An
trieb 86 parallel zur Längsmittelachse 64 der Aufnahme 12 be
wegbar. Die Bodenplatte 84 weist an ihrem Ende eine Unterdruck
kammer 88 auf, so daß die Cremedose 16 an ihrem Boden 18 von
der Greifeinrichtung 80 angesaugt und gehalten werden kann.
In Verbindung mit dem konisch sich verjüngenden Innenraum 14
ist die Greifeinrichtung 80 in der Lage, den Abstand der Creme
dose 16 zu den Innenseiten der Aufnahme zu regeln.
Mit der Bezugsziffer 90 ist ein Kanalsystem bezeichnet, das die
Stange 82 sowie die Bodenplatte 84 der Greifeinrichtung 80
durchzieht. In dem Kanalsystem 90 kann eine Kühlflüssigkeit
zirkulieren, um die Greifeinrichtung 80 selbst ebenfalls zu
kühlen. Ein vergleichbares Kanalsystem, das mit der Bezugs
ziffer 92 bezeichnet ist, durchzieht ferner die Seitenwände der
tubusartigen Aufnahme 12. Mit Hilfe der Kanalsysteme 90, 92
kann die Kühlwirkung der Vorrichtung 10 insgesamt verbessert
werden. Je nach der abzuführenden Wärmemenge der Cremedose 16
sind die Kanalsysteme 90, 92 jedoch nicht unbedingt erforder
lich.
Mit den Bezugsziffern 100, 102 und 104 sind beispielhaft ein
zelne Zapfen bezeichnet, die entlang der Innenwand 106 der tu
busartigen Aufnahme 12 verteilt sind. Die Zapfen 100 bis 104
sind versetzt zueinander angeordnet und derart bemessen, daß
sie an die Außenseite 28 der Cremedose 16 so weit heranreichen,
daß sie diese in ihrer Lage stabilisieren. Zwischen der Außen
seite 28 der Cremedose 16 und der Innenwand 106 der Aufnahme 12
verbleibt dabei ein Freiraum 108, in dem die Kühlluft entlang
strömen kann. Die Zapfen 100 bis 104 können auch radial beweg
lich sein, so daß deren Position an unterschiedliche Cremedosen
16 angepaßt werden kann.
Die Funktionsweise der Vorrichtung 10 ist nun wie folgt:
Zunächst wird die Cremedose 16 mit Hilfe der Greifeinrichtung
80 aufgenommen und in den Innenraum 14 der Aufnahme 12 hinein
gezogen. Anschließend werden die Sperrelemente 44 bis 54 in die
in Fig. 1 dargestellte Position gebracht, so daß die Cremedose
16 selbst dann nicht aus der Aufnahme 12 herausfallen kann,
wenn sie sich von der Bodenplatte 84 der Greifeinrichtung 80
löst. Nun wird zum Kühlen der Cremedose 16 Kühlluft unter einem
Druck von etwa 6 bar durch die Einlässe 70 in den Innenraum 14
der Aufnahme 12 geblasen. Die Kühlluft strömt an den Außensei
ten 22, 28 der Cremedose 16 entlang nach unten und nimmt dabei
Wärmeenergie von der Cremedose 16 auf. Durch die Zapfen 100 bis
104 wird die Kühlluft in dem Freiraum 108 verwirbelt.
Im Bereich der Einführöffnung 42 wird die Kühlluft durch die
zweiten Sperrelemente 48 bis 54 in Richtung der Pfeile 110 in
den Innenraum der Cremedose 16 umgeleitet. Die zweiten Sperr
elemente 48 bis 54 weisen hierzu eine entsprechende Vertiefung
112 auf.
Durch die Umleitung werden auch die Innenseiten 20, 26 der Cre
medose 16 gekühlt. Anschließend tritt die erwärmte Kühlluft
durch die Öffnung 56 aus dem Innenraum 14 der Aufnahme 12 aus.
Aufgrund der im Bereich der Öffnung 56 entgegengesetzten Luft
strömungen entstehen dabei nochmals Verwirbelungen, durch die
die Kühlwirkung der Vorrichtung 10 auch im Innenraum der Creme
dose 16 verbessert wird. Außerdem wird der Anpreßdruck des Ge
windeabschnitts 30 auf die Sperrelemente 44 bis 54 vermindert,
wodurch Druckstellen an der Cremedose 16 reduziert werden.
Bei der nachfolgenden Beschreibung der weiteren Ausführungs
beispiele bezeichnen gleiche Bezugszeichen die gleichen Elemen
te wie in den Fig. 1 und 2.
In Fig. 3 ist eine Vorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungs
beispiel der Erfindung in ihrer Gesamtheit mit der Bezugsziffer
120 bezeichnet. Die Vorrichtung 120 unterscheidet sich von der
Vorrichtung 10 gemäß Fig. 1 vor allem durch den Zug 122 anstel
le der Zapfen 100 bis 104. Zur besseren Erkennbarkeit ist die
Vorrichtung 120 in Fig. 3 ohne ein Kunststofferzeugnis in dem
Innenraum 14 dargestellt. Infolgedessen ist hier auch ein wei
teres erstes Sperrelement erkennbar, das der Einfachheit halber
ebenfalls mit der Bezugsziffer 44 bezeichnet ist.
Der Zug 122 verläuft bei der Vorrichtung 120 an der Innenwand
106 der Aufnahme 12 entlang einer durchgehenden, spiralförmigen
Bahn. Dies hat zur Folge, daß die in Richtung der Pfeile 72
einströmende Kühlluft sich ebenfalls entlang einer solchen spi
ralförmigen Bahn um ein aufgenommenes Kunststofferzeugnis herum
bewegt, was durch die Pfeile 124 und 126 angedeutet ist. Insge
samt wird der Laufweg eines einzelnen Luftteilchens im Kontakt
mit dem zu kühlenden Oberflächenabschnitt 22, 28 des Kunst
stofferzeugnisses dadurch länger, so daß für das Luftteilchen
mehr Zeit zur Verfügung steht, um Wärmeenergie von dem Kunst
stofferzeugnis aufzunehmen.
Ein weiterer Unterschied der Vorrichtung 120 im Vergleich zu
der Vorrichtung 10 ist, daß das zu kühlende Kunststofferzeugnis
bei der Vorrichtung 120 innerhalb der Aufnahme 12 nicht mehr
von der Greifeinrichtung 80 festgehalten wird. Dementsprechend
kann die Greifeinrichtung 80 bei der Vorrichtung 120 in eine
Ruheposition zurückgefahren werden, bei der die Unterseite der
Bodenplatte 84 bündig mit der Innenseite 128 des Bodens 18 der
Aufnahme 12 abschließt. Das zu kühlende Kunststofferzeugnis
wird bei der Vorrichtung 120 allein durch die Sperrelemente 44
bis 54 gehalten, gegen die es aufgrund der einströmenden Kühl
luft gedrückt wird. Durch die spiralförmige Strömung der Kühl
luft gemäß dem Pfeil 126 kann ein aufgenommenes Kunststoff
erzeugnis dabei in eine Eigenrotation versetzt werden, was zur
Folge hat, daß das Kunststofferzeugnis in einer "schwebenden"
Position innerhalb der Aufnahme 12 stabilisiert wird.
In Fig. 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfin
dungsgemäßen Vorrichtung in seiner Gesamtheit mit der Bezugs
ziffer 140 bezeichnet. Die Vorrichtung 140 ist Teil eines Ent
nahmewerkzeugs zum Entformen eines Kunststofferzeugnisses aus
dem Formhohlraum einer Kunststoff-Spritzgießmaschine. Als
Kunststofferzeugnis ist hier wiederum beispielhaft die Creme
dose 16 dargestellt.
In der in Fig. 4 dargestellten Situation wird die Cremedose 16
gerade von einem Kern 142 abgezogen, der auf einer Werkzeug
hälfte 144 der hier nicht näher dargestellten Kunststoff-
Spritzgießmaschine angeordnet ist. Zum Spritzgießen der Creme
dose 16 ragt der Kern 142 in das Formnest einer hier nicht dar
gestellten zweiten Werkzeughälfte, wobei die beiden Werkzeug
hälften in an sich bekannter Weise gemeinsam den Formhohlraum
für die Cremedose 16 bilden.
Abweichend von der hier gezeigten Darstellung kann die Creme
dose 16 auch mit einem Abstreifring oder etwas Ähnlichem von
unten her vom Kern 142 nach oben abgehoben werden und sodann
mittels eines Vakuums in die Aufnahme 12 hineingezogen werden.
Die Vorrichtung 140 unterscheidet sich von den zuvor be
schriebenen Vorrichtungen ferner durch die Vorsprünge 146, die
hier durch sattelartig hervorspringende Schienen gebildet sind.
Die Schienen erstrecken sich im wesentlichen parallel zur
Längsmittelachse 64 der Aufnahme 12. Schließlich besitzt die
Vorrichtung 140 nur zweite Sperrelemente 148, 150, die von un
ten unter den unteren Rand 151 der Cremedose 16 greifen, wenn
diese in die Aufnahme 12 hineingezogen ist. Dies entspricht der
Position der zweiten Sperrelemente 48, 50, 52, wie sie in Fig.
1 dargestellt ist.
Jedes der zweiten Sperrelemente 148, 150 weist einen Kanal 152
auf, durch den Kühlluft direkt zu den Innenseiten 20, 26 der
Cremedose 16 geführt wird. Die Kühlluft wird hier also sowohl
von oben als auch von unten in die Aufnahme 12 eingeblasen. In
folgedessen erreicht sie die Innenseiten 20, 26 der Cremedose
16 bei diesem Ausführungsbeispiel mit einer geringeren, noch
nicht vorgewärmten Temperatur. Im übrigen entspricht die Funk
tion der Vorrichtung 140 jedoch der Vorrichtung gemäß Fig. 1.
In Fig. 5 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung insgesamt mit
der Bezugsziffer 160 bezeichnet. Die Vorrichtung 160 unter
scheidet sich von der Vorrichtung 140 gemäß Fig. 4 vor allem
dadurch, daß die Kühlluft vollständig von unten, d. h. von der
Seite der Einführöffnung 42 her, in die Aufnahme 12 eingeblasen
wird. Aus diesem Grund weisen die zweiten Sperrelemente 148,
150 jeweils zwei Lufteinlässe 162, 164 auf, aus denen die Kühl
luft in Richtung der Pfeile 166, 168 in die Aufnahme 12 ein
strömt. Am Boden 40 der Aufnahme 12 sind demgegenüber zwei Aus
lässe 170 angeordnet, über die die eingeblasene Kühlluft mit
Hilfe eines Unterdrucks in Richtung der Pfeile 172 abgesaugt
wird. Hierdurch wird die Druckdifferenz und damit die Strö
mungsgeschwindigkeit der Kühlluft gesteigert.
Abweichend von dieser Darstellung kann die Kühlluft in anderen
Ausführungsbeispielen der Erfindung auch von anderen Positionen
der Aufnahme 12 her eingeblasen und ggf. über Auslässe 170 an
einem anderen Ende abgesaugt werden.
In weiteren, hier jedoch nicht dargestellten Ausführungs
beispielen der Erfindung ist die Innenwand 106 der Aufnahme 12
alternativ oder ergänzend zu den Zapfen 100 bis 104 oder dem
Zug 122 durch Riefen, Nuten, Löcher oder ähnliches struktu
riert, was ebenfalls eine Verwirbelung der einströmenden Kühl
luft bewirkt.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die
Aufnahme 12 Bestandteil des Formwerkzeugs der Kunststoff-
Spritzgießmaschine, d. h. sie bildet einen Teil des Formhohl
raums. In diesem Fall wird mit dem Einblasen des Kühlmediums
bevorzugt dann begonnen, wenn der eigentliche Formvorgang des
Kunststofferzeugnisses, d. h. der Einspritzvorgang, beendet ist.
Claims (23)
1. Vorrichtung zum Handhaben eines Kunststofferzeugnisses
(16) bei oder nach dessen Entnahme aus einem Werkzeug
(144) einer Kunststoff-Spritzgießmaschine, mit Halte
mitteln (12, 80; 12) zum Festhalten des Kunststofferzeug
nisses (16) und mit Kühlmitteln (70-76, 90, 92; 162,
164) zum Kühlen eines ersten Oberflächenabschnitts (22,
28) davon, wobei die Haltemittel (12, 80; 12) eine Aufnah
me (12) mit einer Innenwand (106) beinhalten, die das
Kunststofferzeugnis (16) umgibt, dadurch gekennzeichnet,
daß die Haltemittel (12, 80; 12) das Kunststofferzeugnis
(16) mit einem definierten Freiraum (108) zwischen der In
nenwand (106) und dem ersten Oberflächenabschnitt (22, 28)
halten und daß die Kühlmittel (70-76, 90, 92; 162, 164)
einen Mediumstrom (72; 166, 168) beinhalten, der in dem
Freiraum (108) an dem ersten Oberflächenabschnitt (22, 28)
entlang geführt ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Kühlmittel (70-76, 90, 92) eine Überdruckeinheit
(74) aufweisen, von der aus der Mediumstrom (72) mit Über
druck an dem ersten Oberflächenabschnitt (22, 28) entlang
strömt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich
net, daß die Aufnahme (12) das Kunststofferzeugnis (16)
vollständig umgibt.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Aufnahme (12) jeweils nur ein ein
zelnes Kunststofferzeugnis (16) umgibt.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge
kennzeichnet, daß sie eine Abstandsregelung (86, 106) zum
Einstellen der Größe des Freiraums (108) aufweist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Aufnahme (12) bewegliche Sperr
elemente (44-54; 148, 150) aufweist, um das Kunststoff
erzeugnis (16) gegen ein Herausbewegen aus der Aufnahme
(12) zu sichern.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Aufnahme (12) Leitmittel (48-54)
aufweist, um den Mediumstrom (72) zu einem zweiten Ober
flächenabschnitt (20, 26) des Kunststofferzeugnisses (16)
weiterzuleiten.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge
kennzeichnet, daß sie Mittel (100, 102, 104) aufweist, die
den Mediumstrom (72) verwirbeln.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge
kennzeichnet, daß an der Innenwand (106) der Aufnahme (12)
Elemente (100, 102, 104; 122; 146) angeordnet sind, die
das aufgenommene Kunststofferzeugnis (16) in einer vorge
gebenen Position stabilisieren.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Aufnahme (12) definierte Züge (122)
aufweist, die den Mediumstrom (124, 126) spiralförmig um
das Kunststofferzeugnis (16) herumleiten.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch ge
kennzeichnet, daß sie Teil eines Entnahmewerkzeugs (140)
zum Entformen des Kunststofferzeugnisses (16) aus einem
Formhohlraum der Kunststoff-Spritzgießmaschine ist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Aufnahme (12) Teil eines Formhohl
raums einer Kunststoff-Spritzgießmaschine ist.
13. Verfahren zum Handhaben eines Kunststofferzeugnisses (16)
bei oder nach dessen Entnahme aus einem Werkzeug (144)
einer Kunststoff-Spritzgießmaschine, mit den Schritten:
- - Festhalten des Kunststofferzeugnisses (16) in einer Aufnahme (12) mit einer Innenwand (106), die das Kunststofferzeugnis (16) umgibt, und
- - Kühlen eines ersten Oberflächenabschnitts (22, 28) des Kunststofferzeugnisses (16) mit Kühlmitteln (70 -76, 90, 92; 162, 164),
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß
der Mediumstrom (72; 72, 124, 126; 166, 168) mit Überdruck
an dem ersten Oberflächenabschnitt (22, 28) entlang ge
führt wird.
15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeich
net, daß das Kunststofferzeugnis (16) von der Aufnahme
(12) vollständig umgeben gehalten wird.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Aufnahme (12) jeweils nur ein ein
zelnes Kunststofferzeugnis (16) umgibt.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Größe des definierten Freiraums
(108) mit einer Abstandsregelung (86, 106) eingestellt
wird.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch ge
kennzeichnet, daß das Kunststofferzeugnis (16) mit Hilfe
von beweglichen Sperrelementen (44-54; 148) gegen ein
Herausbewegen aus der Aufnahme (12) gesichert wird.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 18, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Mediumstrom (72; 72, 124, 126) an
schließend über einen zweiten Oberflächenabschnitt (20,
26) des Kunststofferzeugnisses (16) weitergeleitet wird.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 19, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Mediumstrom (72) verwirbelt wird.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 20, dadurch ge
kennzeichnet, daß das Kunststofferzeugnis (16) in der Auf
nahme (12) stabilisiert wird.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 21, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Mediumstrom (72, 124, 126) spiral
förmig um das Kunststofferzeugnis (16) herumgeführt wird.
23. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 22, dadurch ge
kennzeichnet, daß das Kunststofferzeugnis (16) beim Ent
formen aus einem Formhohlraum der Kunststoff-Spritzgieß
maschine gekühlt wird.
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