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Die
Erfindung betrifft eine Spritzgussmaschine mit einer Zuführungseinrichtung
für Kunststoffteilchen,
eine in einem Schneckenzylinder aufgenommene Schnecke und einem
Spritzgusswerkzeug. Mit einer solchen Spritzgussmaschine werden
Spritzgussteile aus thermoplastischem Kunststoff hergestellt. Die
Kunststoffteilchen werden in der Regel in Form von Kunststoffgranulat
mit Hilfe einer Zuführungseinrichtung
in einen Schneckenzylinder eingeführt, in dem eine Schnecke angeordnet
ist. Die Schnecke dient zum Plastifizieren und zum Transportieren
des Kunststoffes. Der schmelzflüssige
Kunststoff gelangt aus dem Schneckenzylinder, in der Regel über eine
Düse, in
das Spritzgusswerkzeug. In diesem Werkzeug sind entsprechende Spritzgussformen
für die
zu bildenden Spritzgussteile ausgebildet. Zu den Spritzgussformen
gelangt der schmelzflüssige
Kunststoff über
Angusskanäle.
Nach dem Erstarren des Kunststoffes wird das Spritzgusswerkzeug geöffnet und
die Spritzgussteile werden entnommen bzw. ausgeworfen. In den Angusskanälen verbleibt der
sogenannte Anguss. Die entsprechenden Angussteile müssen entfernt
werden, bevor ein neuer Spritzgießvorgang durchgeführt wird.
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Aus
der Praxis ist es bekannt, dass die Angussteile mit Hilfe eines
Entnahmeroboters aus dem Spritzgusswerkzeug entfernt werden. Dazu
werden die Angussteile in der Regel mit Hilfe eines Entnahmearmes
des Entnahmeroboters erfasst und von dem Spritzgusswerkzeug entfernt.
Aus der Praxis ist es weiterhin bereits bekannt, dass diese Angussteile mit
Hilfe einer Angusszerkleinerungsmühle zerkleinert werden und
dann über
die Zuführungseinrichtung
wieder in die Spritzgussmaschine als Recyclat zurückgeführt werden.
Das Recyclat aus den Angussteilen wird dabei normalerweise mit Neumaterial des
Kunststoffes gemischt. Hierzu gibt es auch spezielle Mischventile.
Bei der vorstehend erläuterten Ausführungsform
wird die Angusszerkleinerungsmühle
als separate Beistellmühle
neben der Spritzgussmaschine positioniert. Die in dieser Beistellmühle zerkleinerten
Angussteile müssen
zur Zuführungseinrichtung
gefördert
werden. Es resultiert ein verhältnismäßig komplexes
Aggregat aus Spritzgussmaschine und Beistellmühle und die Handhabungsweise
ist relativ aufwendig. – Es
wurde auch bereits eine Spritzgussmaschine eingesetzt, bei der die
Angusszerkleinerungsmühle
in die Spritzgussmaschine integriert ist. Bei dieser Spritzgussmaschine
ist der Entnahmeroboter an einer zwischen Schnecke und Spritzgusswerkzeug
angeordneten Düsenplatte
befestigt. Die von dem Entnahmeroboter aus dem Spritzgusswerkzeug
entnommenen Angussteile werden hier auf einem Förderband abgelegt und mit Hilfe des
Förderbandes
der Angusszerkleinerungsmühle zugeführt. Diese
Spritzgussmaschine baut aber relativ volumenaufwendig. Außerdem ist
die Befestigung des Entnahmeroboters an der Düsenplatte aufwendig und kompliziert.
Diese Spritzgussmaschine ist insoweit verbesserungsfähig.
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Der
Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, eine Spritzgussmaschine
der eingangs genannten Art anzugeben, bei der die vorstehend genannten
Nachteile vermieden werden können.
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Zur
Lösung
dieses technischen Problems lehrt die Erfindung eine Spritzgussmaschine
mit einer Zuführungseinrichtung
für Kunststoffteilchen,
eine in einem Schneckenzylinder aufgenommenen Schnecke und einem
Spritzgusswerkzeug,
wobei die Zuführungseinrichtung eine erste
Zuführungseinheit
für Neumaterial
und eine zweite Zuführungseinheit
für Recyclat
umfasst, wobei die zweite Zuführungseinheit
eine Angusszerkleinerungsmühle aufweist,
wobei
ein Entnahmeroboter mit zumindest einem Entnahmearm vorgesehen ist
welcher Entnahmearm zur Entnahme von Angussteilen aus dem Spritzgusswerkzeug
und für
die Zuführung
dieser Angussteile zur Angusszerkleinerungsmühle eingerichtet ist
und
wobei der Entnahmeroboter an der Zuführungseinrichtung befestigt
ist.
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Kunststoffteilchen
meint im Rahmen der Erfindung zerkleinerten Kunststoff, insbesondere Kunststoffgranulat.
Neumaterial meint jungfräulichen Kunststoff,
der noch nicht bei einem Spritzgießvorgang in der Spritzgussmaschine
benutzt wurde. Mit dem Begriff Recyclat ist im Rahmen der Erfindung insbesondere
Kunststoff gemeint, der bereits bei zumindest einem Spritzgießvorgang
in dieser Spritzgussmaschine benutzt wurde. Das Recyclat besteht dabei
insbesondere aus Anguss bzw. Angussteilen, kann aber auch aus Ausschussteilen
bestehen. Soweit nachfolgend von Anguss bzw. Angussteilen die Rede
ist, meint dieser Begriff nach einer Ausführungsform der Erfindung auch
Kunststoffausschuss bzw. Kunststoffausschussteile. Das Recyclat,
insbesondere die Angussteile, werden mit Hilfe der Angusszerkleinerungsmühle zerkleinert
und als recyceltes Mahlgut über
die Zuführungseinrichtung
wieder für
einen Spritzgießvorgang
zugeführt.
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Erfindungsgemäß ist die
Angusszerkleinerungsmühle
Bestandteil der Spritzgussmaschine bzw. Bestandteil der Zuführungseinrichtung.
Insoweit unterscheidet sich die erfindungsgemäße Spritzgussmaschine von aus
dem Stand der Technik bekannten Spritzgussmaschinen, bei denen sich
die Angusszerkleinerungsmühle
als Beistellmühle
neben der Spritzgussmaschine befindet.
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Es
liegt im Rahmen der Erfindung, dass die Zuführungseinrichtung mit ihrer
ersten Zuführungseinheit
und mit ihrer zweiten Zuführungseinheit
oberhalb der Schnecke und oberhalb des Spritzgusswerkzeuges angeordnet
ist. Mit anderen Worten ist die Zuführungseinrichtung auf höherem Niveau
angeordnet als der Schneckenzylinder mit der Schnecke und als das
Spritzgusswerkzeug. Somit ist auch die Angusszerkleinerungsmühle oberhalb
der Schnecke und oberhalb des Spritzgusswerkzeuges positioniert.
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Nach
sehr bevorzugter Ausführungsform
der Erfindung weist die Zuführungseinrichtung
ein mit dem Schneckenzylinder verbundenes Y-förmiges Zuführungskanalteil auf. Über einen
Y-Schenkel dieses Zuführungskanalteils
wird Neumaterial zugeführt
und der andere Y-Schenkel ist an die Angusszerkleinerungsmühle angeschlossen. Über diesen
letztgenannten Y-Schenkel wird Recyclat bzw. werden zerkleinerte
Angussteile zugeführt.
Die beiden Y-Schenkel
laufen in die anschließende
Y-Basis zusammen, in der Neumaterial mit Recyclat vermischt werden. Nach
sehr bevorzugter Ausführungsform
der Erfindung ist dazu kein Mischventil vorgesehen und findet die
Vermischung lediglich aufgrund des Zusammenlaufens der Y-Schenkel
in die Y-Basis des Zuführungskanalteils
statt.
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Es
liegt im Rahmen der Erfindung, dass der Entnahmeroboter bzw. der
Entnahmearm für
die Entnahme von Angussteilen aus dem Spritzgusswerkzeug verschwenkbar
ist und dabei mit einer Vertikalen einen Winkel α von 0° bis 20°, vorzugsweise einen Winkel α von 0° bis 15°, bilden
kann. Der Winkel α wird
dabei von der Längsachse
des Entnahmeroboters bzw. des Entnahmearms und der Vertikalen gebildet.
Vorzugsweise wird der Entnahmearm pneumatisch aus dem Entnahmeroboter
ausgefahren, und zwar bevorzugt in Längsrichtung des Entnahmeroboters
ausgefahren. Zweckmäßigerweise
ist für diese
pneumatische Betätigung
des Entnahmearmes ein pneumatischer Zylinder an dem Entnahmeroboter
vorgesehen. Der Entnahmeroboter bzw. der Entnahmearm ist um zumindest
eine Schwenkachse verschwenkbar.
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Es
liegt im Rahmen der Erfindung, dass der Entnahmeroboter ausschließlich an
der Zuführungseinrichtung
befestigt ist. Damit ist insbesondere gemeint, dass sich der Entnahmeroboter
bzw. dass sich das Gewicht des Entnahmeroboters im Wesentlichen an
der Zuführungseinrichtung
abstützt.
Nach bevorzugter Ausführungsform,
der im Rahmen der Erfindung ganz besondere Bedeutung zu kommt, ist
der Entnahmeroboter an der Angusszerkleinerungsmühle befestigt, und zwar vorzugsweise
ausschließlich an
der Angusszerkleinerungsmühle
befestigt. Der Entnahmeroboter ist somit gleichsam Bestandteil der Angusszerkleinerungsmühle.
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Es
liegt im Rahmen der Erfindung, dass der Entnahmeroboter mit der
Maßgabe
ausgebildet ist, dass von dem Entnahmearm aufgenommene Angussteile
mit Hilfe des Entnahmearmes unmittelbar in die Angusszerkleinerungsmühle oder
in einen Einführungsschacht
der Angusszerkleinerungsmühle einführbar sind.
Unmittelbar einführbar
meint hier insbesondere, dass die Einführung in die Angusszerkleinerungsmühle bzw.
in einen Einführungsschacht
der Angusszerkleinerungsmühle,
ohne eine zwischengeschaltete Fördereinrichtung,
beispielsweise ohne ein zwischengeschaltetes Förderband, erfolgt. Zweckmäßigerweise
nimmt der Entnahmearm zumindest ein Angussteil mit Hilfe eines Greifers
auf und anschließend
wird der Entnahmearm bzw. der gesamte Entnahmeroboter so bewegt
bzw. verfahren, dass das von dem Greifer aufgenommene Angussteil
unmittelbar in die Angusszerkleinerungsmühle bzw. in einen Einführungsschacht
der Angusszerkleinerungsmühle
einführbar
ist. Vorzugsweise befindet sich Greifer des Entnahmearms nach dieser
Verschwenkung im Bereich oder oberhalb einer Öffnung der Angusszerkleinerungsmühle bzw.
im Bereich oder oberhalb eines Einführungsschachtes der Angusszerkleinerungsmühle. Durch Öffnen des
Greifers kann dann das Angussteil in die Angusszerkleinerungsmühle bzw.
in den Einführungsschacht
der Angusszerkleinerungsmühle
fallen und wird dann in der Angusszerkleinerungsmühle zerkleinert.
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Der
Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass sich aufgrund der
erfindungsgemäßen Ausgestaltung
eine vorteilhaft kompakte und im Vergleich zu den aus dem Stand
der Technik bekannten Spritzgussmaschinen weniger voluminöse Maschine
ergibt. Außerdem
können
alle Komponenten über
einfache und feste bzw. stabile Verbindungen miteinander verbunden
werden. Von besonderem Vorteil ist fernerhin, dass aufgrund der
erfindungsgemäßen Ausgestaltung
der Spritzgussmaschine eine sehr funktionssichere und präzise Zuführung der
Angussteile zur Angusszerkleinerungsmühle möglich ist. Im Rahmen von Wartungsarbeiten
oder Reparaturarbeiten kann die ganze Einheit aus Zuführungseinrichtung,
Zuführungskanalteil
und Schneckenzylinder vor- und zurückverfahren werden. Dabei hat
es sich als vorteilhaft erwiesen, dass auch der an der Zuführungseinrichtung
bzw. an der Angusszerkleinerungsmühle angeschlossene Entnahmeroboter
mit dieser Einheit verfahren werden kann.
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Nachfolgend
wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel
darstellenden Zeichnung näher
erläutert.
Es zeigen in schematischer Darstellung:
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1 eine Seitenansicht einer
erfindungsgemäßen Spritzgussmaschine
in einer ersten Ausführungsform,
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2 einen vergrößerten Ausschnitt
des Gegenstandes gemäß 1,
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3 den Gegenstand nach 2 in einer anderen Ausführungsform,
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4 den Gegenstand nach 2 in einer weiteren Ausführungsform,
und
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5 eine schematische Darstellung
von Spritzgussformen und Angusskanälen.
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Die
Figuren zeigen eine erfindungsgemäße Spritzgussmaschine mit einer
Zuführungseinrichtung 1 für Kunststoffteilchen,
eine in einem Schneckenzylinder 2 aufgenommene Schnecke 3 und
einem Spritzgusswerkzeug 4. Die Zuführungseinrichtung 1 weist
eine erste Zuführungseinheit 5 für Neumaterial und
eine zweite Zuführungseinheit 6 für Recyclat
auf. Die zweite Zuführungseinheit 6 wird
im Wesentlichen von der Angusszerkleinerungsmühle 7 gebildet, in der
Angussteile für
einen neuen Spritzgießvorgang zerkleinert
werden. Diese zerkleinerten Angussteile werden der Schnecke 3 als
Recyclat zusammen mit Neumaterial zugeführt. Die Zuführungseinrichtung 1 und
somit auch die Angusszerkleinerungsmühle 7 ist oberhalb
der Schnecke 3 bzw. oberhalb des Schneckenzylinders 2 und
oberhalb des Spritzgusswerkzeuges 4 angeordnet.
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Im
Ausführungsbeispiel
nach 1 wird Neumaterial
in Form von Kunststoffgranulat in einem Container 8 gelagert.
Das Neumaterial wird dann mit Hilfe eines Saugförderers 9 über eine
Leitung 10 angesaugt und der Schnecke 3 zugeführt.
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Für die Zuführung von
Neumaterial und Recyclat weist die Spritzgussmaschine vorzugsweise und
im Ausführungsbeispiel
ein Y-förmiges
Zuführungskanalteil 11 auf.
Dieses Zuführungskanalteil 11 hat
einen ersten Y-Schenkel 12, der an den Saugförderer 9 für das Neumaterial
angeschlossen ist. Weiterhin ist ein zweiter Y-Schenkel 13 vorgesehen,
der an die Angusszerkleinerungsmühle 7 anschließt. Beide
Y-Schenkel 12, 13 laufen in der Y-Basis 14 zusammen
und hier wird Neumaterial mit Recyclat vermischt. Vorzugsweise und
im Ausführungsbeispiel erfolgt
diese Vermischung ohne ein Mischventil, wie es aus dem Stand der
Technik bekannt ist. Das bedingt den Vorteil, dass bei Verwendung
von eingefärbtem
Kunststoff und bei Umstellung der Farbe eine Reinigung des Mischventils
entfällt. – Der zweite Y-Schenkel 13,
der an die Angusszerkleinerungsmühle 7 angeschlossen
ist, bildet mit der Y-Basis 14 einen durchgehenden vertikalen
Kanal. Dagegen ist der erste Y-Schenkel 12, der an den
Saugförderer 9 angeschlossen
ist, gegenüber
diesem vertikalen Kanal abgewinkelt angeordnet.
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Die
erfindungsgemäße Spritzgussmaschine weist
einen Entnahmeroboter 15 mit angeschlossenem Entnahmearm 16 auf.
Der Entnahmearm 16 hat an einem Ende einen Greifer 17 zum
Erfassen von Angussteilen 18. Mit dem Entnahmearm 16 werden Angussteile 18 aus
dem Spritzgusswerkzeug 4 entnommen und diese Angussteile 18 werden
dann mit Hilfe des Entnahmeroboters 15 der Angusszerkleinerungsmühle 7 zugeführt. In
den 1 bis 4 ist erkennbar, dass der
Entnahmeroboter 15 erfindungsgemäß an der Zuführungseinrichtung 1 und
sehr bevorzugt und im Ausführungsbeispiel
an der Angusszerkleinerungsmühle 7 befestigt
ist. Besonders bevorzugt ist dabei die in den Figuren dargestellte
Ausführungsform,
bei der der Entnahmeroboter 15 ausschließlich an
der Angusszerkleinerungsmühle 7 bzw.
an deren Einführungsschacht 20 befestigt
ist.
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Im
Ausführungsbeispiel
nach den 1 und 2 ist der Entnahmeroboter 15 über einen
relativ kurzen Anschlussarm 19 an der Angusszerkleinerungsmühle 7 bzw.
an dem Einführungsschacht 20 der
Angusszerkleinerungsmühle 7 fixiert.
Der Einführungsschacht 20 der
Angusszerkleinerungsmühle 7 kragt bei
dieser Ausführungsform
seitlich vor und die Einführungsöffnung 25 dieses
Einführungsschachtes 20 ist
seitlich angeordnet. In den 1 und 2 ist erkennbar, dass der
Entnahmeroboter 15 in einer. vertikalen Ebene verschwenkbar
ist, was durch einen entsprechenden Doppelpfeil angedeutet wurde.
Die Verschwenkung kann dabei zunächst
für die
Entnahme von Angussteilen 18 aus dem Spritzgusswerkzeug 4 erfolgen
und zwar vorzugsweise mit der Maßgabe, dass die Längsachse
L des Entnahmeroboters 15 mit der Vertikalen V einen Winkel α von vorzugsweise
0° bis 15° bildet.
In 1 ist weiterhin erkennbar,
dass der Entnahmearm 16 in Längsrichtung des Entnahmeroboters 15 aus
dem Entnahmeroboter 15 ausfahrbar ist. Vorzugsweise ist
dazu der Entnahmearm 16 pneumatisch beaufschlagt. In 1 ist der ausgefahrene Zustand
des Entnahmearms 16 dargestellt. Am Ende des Entnahmearms 16 ist
der Greifer 17 erkennbar, der ein Angussteil 18 erfassen
kann. Im Anschluss an dieses Erfassen des Angussteiles 18 wird der
Entnahmearm 16 zweckmäßigerweise
wieder in Längsrichtung
des Entnahmeroboters 15 zurückgefahren. Anschließend verschwenkt
der Entnahmeroboter 15 mitsamt Entnahmearm 16 in
der genannten vertikalen Ebene in Richtung des Pfeiles A, so dass der
Greifer 17 des Entnahmearms 16 anschließend im
Bereich der Einführungsöffnung 25 des
Einführungsschachtes 20 positioniert
ist. Diese Position des Entnahmeroboters 15 ist in 2 strichpunktiert angedeutet
worden. Durch Öffnen
des Greifes 17 kann dann das Angussteil 18 in
die Angusszerkleinerungsmühle 7 bzw.
in den Einführungsschacht 20 der
Angusszerkleinerungsmühle 7 fallen.
Der Entnahmearm 16 kann in dieser Position aber auch in
Längsrichtung
des Entnahnmeroboters 15 ausgefahren werden und somit in
die Einführungsöffnung 25 des Einführungsschachtes 20 eingefahren
werden. Das wurde in 2 durch
einen strichpunktierten Pfeil angedeutet. Auf diese Weise können die
Angussteile 18 sehr gezielt in den Einführungsschacht 20 eingeführt werden.
In der Angusszerkleinerungsmühle 7 werden
die auf diese Weise zugeführten
Angussteile 18 zerkleinert und dann über den zweiten Y-Schenkel 13 bzw. über die
Y-Basis 14 des Y-förmigen
Zuführungskanalteils
in den Schneckenzylinder 2 eingeführt. Zugleich wird auch Neumaterial
in den Schneckenzylinder 2 eingeführt. Die Schnecke 3 in
dem Schneckenzylinder 2 bewirkt dann eine Plastifizierung
des Kunststoffes von Neumaterial und Recyclat. Der schmelzflüssige Kunststoff
wird über
eine in einer Düsenplatte 21 angeordnete
Düse 22 in
das Spritzgusswerkzeug 4 eingeführt.
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Die
Ausführungsformen
nach den 3 und 4 weisen grundsätzlich die
gleichen Merkmale auf wie die Ausführungsform nach den 1 und 2 und funktionieren im Prinzip auch auf
entsprechende Weise. Sie unterscheiden sich von der ersten Ausführungsform
nur durch die Befestigung des Entnahmeroboters 15 bzw.
durch die Bewegung des Entnahmeroboters 15 zur Angusszerkleinerungsmühle 7 hin.
Im Ausführungsbeispiel
nach 3 ist der Entnahmeroboter 15 ebenfalls
mittels eines relativ kurzen Anschlussarms 19 an dem Einführungsschacht 20 der
Angusszerkleinerungsmühle 7 befestigt.
Um ein Angussteil 18 in den Einführungsschacht 20 zu überführen, wird
hier der Entnahmeroboter 15 mit dem eingefahrenen Entnahmearm 16 mit
samt dem Anschlussarm 19 in einer horizontalen Ebene verschwenkt,
so dass der Greifer 17 mit dem Angussteil 18 anschließend oberhalb
der Einführungsöffnung 25 des
Einführungsschachtes 20 angeordnet
ist. Das wurde in 3 strichpunktiert
dargestellt. Die Verschwenkung wurde mit Hilfe eines Doppelpfeils
angedeutet. Im Unterschied zur Ausführungsform nach den 1 und 2 befindet sich die Einführungsöffnung 25 hier
vertikal über
dem Einführungsschacht 20.
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Im
Ausführungsbeispiel
nach 4 erfolgt ebenfalls
der Einwurf eines Angussteils 18 in eine vertikal über dem
Einführungsschacht 20 angeordnete
Einführungsöffnung 25.
In diesem Ausführungsbeispiel
ist der Entnahmeroboter 15 an einen Schlitten 26 angeschlossen
und der Schlitten 26 kann mit dem Entnahmeroboter 15 auf
einer Schiene 27 horizontal verfahren werden, so dass der
Greifer 17 oberhalb der Einführungsöffnung 25 angeordnet
werden kann. Das wurde in 4 ebenfalls
strichpunktiert angedeutet. Außerdem
ist in der 4 dargestellt worden,
dass der Entnahmeroboter 15 auf eine zweite Art und Weise
horizontal verfahren werden kann und zwar auf dem Schlitten 26.
Das wurde durch einen gestrichelten Doppelpfeil angedeutet. Diese
horizontale Verfahrbarkeit dient dazu, dass der Entnahmeroboter 15 in
dem Funktionszustand, in dem er ein Angussteil 18 im Spritzgusswerkzeug 4 erfasst
hat, eventuell ein Stück
zurückgefahren
werden muss. Diese letztgenannte horizontale Bewegung wird im Ausführungsbeispiel
nach 4 durch einen Gummipuffer 28 begrenzt.
Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass diese zuletzt beschriebene
geringe horizontale Verfahrbarkeit auch in den Ausführungsbeispielen
nach den 1/2 bzw. 3 verwirklicht werden kann. Das wurde
dort aber der Einfachheit halber nicht dargestellt.
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5 zeigt mehrere Spritzgussformen 23 eines
Spritzgusswerkzeuges 4. Diesen Spritzgussformen 23 wird über die
Angusskanäle 24 der
schmelzflüssige
thermoplastische Kunststoff zugeführt. Nach dem Erstarren des
Kunststoffes werden die Spritzgussteile aus den Spritzgussformen 23 entfernt
bzw. ausgeworfen. In den Angusskanälen 24 verbleibt der Anguss
aus erstarrtem Kunststoff. Dieser Anguss wird dann mit Hilfe des
erfindungsgemäßen Entnahmeroboters 15 entfernt
und der Angusszerkleinerungsmühle 7 zur
erneuten Verwendung zugeführt.