DE202013012693U1

DE202013012693U1 - Vorrichtung zum Wechsel von Spritzgussformen

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Publication number: DE202013012693U1
Application number: DE202013012693.0U
Authority: DE
Original assignee: Harting Applied Technologies GmbH
Current assignee: Harting Applied Technologies GmbH
Priority date: 2013-09-10
Filing date: 2013-09-10
Publication date: 2018-07-18
Anticipated expiration: 2023-09-11

Abstract

Vorrichtung zum Wechsel von Werkzeugen,
wobei die Vorrichtung einen Werkzeugträger (10) und ein Transportmittel (12) umfasst,
wobei der Werkzeugträger (10) zumindest eine Werkzeugaufnahmen (11) aufweist und
durch das Transportmittel (12) beweglich angeordnet ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Wechseln von Spritzgussformen an Spritzgussmaschinen. Eine derartige Vorrichtung wird benötigt um einerseits eine montierte Spritzgussform von einer Spritzgussmaschine zu entfernen, und ebenso eine weitere Spritzgussform auf einer Spritzgussmaschine anzubringen und in Betrieb zu nehmen.
Derartige Spritzgussformen, die zum Spritzguss von, vorzugsweise Kunststoffteilen verwendet werden, weisen zumeist ein sehr hohes Gewicht auf, da sie sehr massiv konstruiert sind. Zudem können Spritzgussformen, je nach Komplexität der zu fertigenden Teile, eine Vielzahl filigraner, empfindlicher Bauteile aufweisen.
Daher ist eine präzise Montage derartiger Spritzgussformen auf einer Spritzgussmaschine notwendig. Nur so kann eine Beschädigung der Spritzgussformen verhindert werden.
Auf Grund des hohen Gewichts der Spritzgussform ist zudem eine sichere Montag und Befestigung auf der Spritzgussmaschine notwendig. Es müssen dabei Bewegungen und Vibrationen der Maschine während der Produktion absorbiert werden, ohne das die Spritzgussform sich lösen oder ihre Position sich ändern kann.
Die meistens aus zumindest zwei Formhälften bestehenden Spritzgussformen sollten während der Montage sowie während der Demontage von einer Spritzgussmaschine zudem gegenseitig gesichert und fest miteinander verbunden sein. Beim Einsetzen und Befestigen der Formhälften in die Spritzgussmaschine muss sowohl eine korrekte Ausrichtung, als auch sichere Befestigung der Formhälften auf sogenannten Spannplatten erfolgen.
Um den komplizierten und zeitaufwändigen Wechselvorgang - auch Rüstvorgang genannt - zu vereinfachen und zeitlich zu beschleunigen, gibt es im Stand der Technik bereits einige Lösungen.
Stand der Technik
Die DE 32 22 828 A1 zeigt eine Formenschließeinheit für Spritzgussmaschinen, neben welcher Wartestationen zum Erwärmen von Spritzgussformen vorgesehen sind. Dazu sind auf einem neben der Spritzgussmaschine angeordneten Transporttisch Abstellplätze für Spritzgussformen angeordnet.
Mittels einer Überführungsbahn können die Spritzgussformen vom Transporttisch in die Formschließeinheit hinein, sowie aus der Formschließeinheit heraus transportiert werden. In der Formschließeinheit müssen dann die Formhälften der Spritzgussform zur Formschließeinheit und zueinander korrekt ausgerichtet und mechanisch sicher mit dieser verbunden werden.
Aus der DE 33 23 353 C1 ist eine Werkzeugwechselvorrichtung, zum horizontalen Wechsel des Werkzeugs einer Spritzgussmaschine bekannt. Die Werkzeugwechselvorrichtung weist eine angetriebene Rollenbahn auf, über die das Werkzeug zwischen die Formspannplatten einer Spritzgießmaschine rollbar ist. Die Rollenbahn weist mehrere angetrieben Rollen auf, wobei jede angetriebene Rolle mit einem eigenen Motor versehen ist.
Auch hier wird das Werkzeug, wenn es zwischen die Formspannplatten gerollt wurde, korrekt zur den Formspannplatten und zu sich selber ausgerichtet und anschließend mit den Formspannplatten mechanisch verbunden werden, bevor der Produktionsprozess beginnen kann.
Nachteilig wirkt sich bei den im Stand der Technik bekannten Lösungen aus, dass der Rüstvorgang trotz Wechselvorrichtung noch sehr aufwendig ist. Durch das Wechseln der Spritzgussformen entstehen lange Standzeiten der Spritzgussmaschine, während dessen nicht Produziert werden kann.
Um mit den im Stand der Technik bekannten Lösungen eine Spritzgussform zu wechseln, muss zuerst die sich in der Maschine befindliche Spritzgussform gelöst werden. Dann muss diese Spritzgussform über die Wechselvorrichtung - wie aus dem Stand der Technik verschiedene bekannt sind - aus der Spritzgussmaschine transportiert werden.
Als nächstes müssen gegebenenfalls die soeben ausgebaute, als auch die in Warteposition befindlichen Spritzgussformen, rangiert werden. Dies kann durch eine aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen realisiert werden, oder manuell, indem die Formen mittels Transportwagen und/oder einem Kran bewegt werden. Zum manuellen Transport per Hand sind die meisten Spritzgussformen zu schwer.
Erst dann kann die nächste Spritzgussform mittels der Wechselvorrichtung in die Spritzgussmaschine bewegt werden. Nun muss die in die Maschine gefahrene Spritzgussform noch auf die entsprechende Aufnahme in der Spritzgussmaschine montiert werden damit sie verwendet werden können.
Vor Produktionsbeginn ist letztlich noch notwendig, die Spritzgussmaschine mit den entsprechenden Produktionsdaten zu programmieren. Diese können unter anderem Zyklusdaten, Temperaturdaten, Materialvolumina und ähnliche, für einen Spritzgussvorgang wichtige Daten enthalten.
Das Wechseln und Transportieren der Spritzgussformen ist sehr aufwendig und muss aus bereits genannten Gründen mit großer Sorgfalt geschehen um eine Beschädigung der Spritzgussformen zu vermeiden.
Auch das Montieren der Spritzgussformen in der Maschine ist meist aus Platzgründen sehr aufwendig, da in derartigen Spritzgussmaschinen selber wenig Platz zur Montag und Befestigung ist.
Letztlich ist in allen im Stand der Technik bekannten Ausführungen zum Wechsel einer Spritzgussform immer ein Techniker notwendig, dessen menschliches Eingreifen zum Wechsel der Spritzgussformen benötigt wird.
Dabei ist auch das Handling von bereits aufgeheizten Werkzeugen schwierig, die nicht ohne Hilfsmittel bewegt werden können. So auch heiße Werkzeuge auf welchen produziert wurde und abgerüstet werden müssen.
Diese Faktoren zusammen begründen eine lange Standzeit von Spritzgussmaschinen beim Wechselvorgang von Spritzgussformen.
Aufgabenstellung
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin die Standzeit von Spritzgussmaschinen beim Wechselvorgang von Spritzgussformen zu verringern. Dabei soll eine feste und korrekte Montage der Spritzgussformen in der Spritzgussmaschine sichergestellt werden. Zudem soll die Zugänglichkeit für die Montage von Spritzgussformen auf einer Spritzgussmaschine vereinfacht werden.
Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Bei der vorliegenden Erfindung handelt es sich um eine Vorrichtung zum Wechseln von Werkzeugen auf einer Spritzgussmaschine. Bei den Werkzeugen handelt es sich vorzugsweise um Spritzgussformen. Diese Spritzgussformen werden benötigt, um mit der Spritzgussmaschine einen verflüssigten Werkstoff in eine bestimmte, definierte Form zu spritzen.
Dazu wird in einem ersten Teil der Spritzgussmaschine, der sogenannten Spritzeinheit, der verwendete Werkstoff aufgeschmolzen. Bei dem Werkstoff handelt es sich vorzugsweise um einen Kunststoff. Im Weiteren wird der Einfachheit halber von einem Kunststoff ausgegangen. Natürlich ist die vorliegende Erfindung jedoch nicht nur auf Kunststoffe beschränkt, sondern lässt sich sinngemäß auf jeden anderen, verflüssigbaren Werkstoff anwenden.
Der verflüssigte Werkstoff wird anschließend aus der Spritzeinheit in eine, in der Spritzgussmaschine aufgenommen Spritzgussform gepresst. Durch die Spritzgussform erhält der Werkstoff seine Form. Nach dem Abkühlen, Verfestigen oder Aushärten des Werkstoffes kann die vorzugsweise zweiteilig ausgeführte Spritzgussform geöffnet und die fertigen, erstarrten Teile aus dieser entformt werden.
Zum Öffnen und Schließen der Spritzgussform ist an der Spritzgussmaschine eine Schließeinheit vorgesehen. An der Schließeinheit ist zweckmäßig eine der Formhälften auf einer beweglichen Werkzeugaufnahme befestigt. Die zweite Formhälfte ist am Ende der Spritzeinheit, ebenfalls auf einer Werkzeugaufnahme vorgesehen und befestigt. Diese weißt ein Öffnung zum Einspritzen des verflüssigten Werkstoffs auf.
Durch Öffnen und Schließen der Schließeinheit der Spritzgussmaschine kann die zweiteilige Spritzgussform zum Einspritzen des Werkstoffes geschlossen und zum Herausnehmen des erstarrten Werkstoffs geöffnet werden.
Zweckmäßig verfügt die Spritzgussmaschine über Versorgungsleitungen, an welchen die Spritzgussform angeschlossen werden kann. Diese Versorgungsleitungen können sowohl Signale, aber auch Energie übertragen. Die Energie kann dabei sowohl in elektrischer Form, aber auch pneumatisch, hydraulisch oder thermisch in die Spritzgussform übertragen werden.
Je nach Komplexität der Spritzgussform kann es so notwendig sein, verschiedene mechanische Teile in der Spritzgussform anzusteuern. Häufig muss die Spritzgussform auf einer bestimmten Betriebstemperatur gehalten werden, damit das eingespritzte Material nicht vor vollständigem Befüllen der Spritzgussform erstarrt.
Die vorliegende Erfindung offenbart eine Vorrichtung vom Wechseln dieser Spritzgussformen an einer Spritzgussmaschine. Dazu weißt die Vorrichtung einen Werkzeugträger auf, der dazu geeignet ist zumindest eine Spritzgussform, vorzugsweise zwei Spritzgussformen aufzunehmen. Dafür sind auf dem Werkzeugträger zumindest zwei Werkzeugaufnahmen vorgesehen.
Dabei ist der Werkzeugträger beweglich mittels eines Transportmittels auf der Spritzgussmaschine angebracht. Es ist vorgesehen den Werkzeugträger zwischen die Spritzeinheit und die Schließeinheit anzuordnen. So ersetzt der Werkzeugträger die Werkzeugaufnahme am Ende der Spritzeinheit zur Aufnahme der ersten Formhälfte.
Zweckmäßig kann der Werkzeugträger durch das Transportmittel quer zur Maschinenachse, beidseitig in etwa um die Hälfte seiner Länge aus der Spritzgussmaschine heraus bewegt werden. Dies ermöglicht, jeweils eine der Werkzeugaufnahmen des Werkzeugträgers vor die Spritzeinheit zu positionieren, während die zweite Werkzeugaufnahme seitliche - rechts oder links - neben der Spritzgussmaschine positioniert ist.
Das Transportmittel zur Bewegung des Werkzeugträgers kann dabei unterschiedlich ausgestaltet sein. Sowohl eine Rollen- oder Gleitführung ist zweckmäßig. Aber auch technisch komplexere Ausführungen, wie zum Beispiel ein Luftkissen, auf welchem der Werkzeugträger gelagert ist, wären denkbar. Dies hätte bei besonders schweren Spritzgussformen den Vorteil, dass keine Reibung und auch kein Verschleiß am Lager zu erwarten sind. Mittels eines Luftkissens kann auch ein schwerer Werkzeugträger mit schweren Spritzgussformen ohne großen Kraftaufwand bewegt werden.
Auch muss der Werkzeugträger nicht zwingend durch eine lineare Bewegung zwischen seinen Positionen bewegt werden. In einer weiteren Ausführungsform ist denkbar, den Werkzeugträger drehbar zu gestalten und die Werkzeugaufnahmen auf einer Kreisbahn zu bewegen.
In einer bevorzugten Ausführungsform verfügt eine Spritzgussmaschine mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Wechseln von Werkzeugen über mehr als einen Satz Versorgungsleitungen für Spritzgussformen. Zweckmäßig sind genauso viele Sätze Versorgungsleitungen für Spritzgussformen wie Werkzeugaufnahmen auf dem Werkzeugträger vorhanden.
So wird es ermöglicht, jede auf dem Werkzeugträger montierte Spritzgussform an die Signal und vor allem Energieversorgung anzuschließen. Dies dient zweckmäßig dem Vorwärmen der Spritzgussform vor dem Werkzeugwechseln. Dadurch wird die Aufwärmphase mit dem Produktionsprozess der vorgehenden Spritzgussform parallel getätigt und so die Zeit für das Aufwärmen der Spritzgussform gespart. Auch kann ein Nachwärmen zu Reinigungszwecken sinnvoll sein.
In einer weiteren Ausführungsform verfügt die Spritzgussmaschine im Arbeitsbereich, in welchem die Spritzgussformen sich während des Produktionsprozesses befinden, über ein elektrisches Lesegerät. Dieses kann Produktionsdaten, welche die Spritzgussmaschine für jede Spritzgussform individuell benötigt, von einem Speicher, welcher auf der Spritzgussform angebracht ist lesen.
Dies ermöglicht ein automatisches Einlesen der produktionsrelevanten Daten und Parameter, sobald sich die Spritzgussform im Arbeitsbereich der Spritzgussmaschine befindet.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Vorrichtung zum Wechsel von Werkzeugen einer Spritzgussmaschine, wird vor allem ein schneller Wechsel von Spritzgussformen auf einer solchen Maschine möglich. Durch die endgültige Montage der Spritzgussform während der Produktion mit einer weiteren Spritzgussform kann ein schneller Wechsel von einer auf die nächste Form ermöglicht werden.
Zudem kann dieser Wechselvorgang voll automatisch erfolgen, sobald die Spritzgussmaschine die nächste Form benötigt. Dies kann abhängig von einer erreichen Stückzahl oder auch nach einer maximalen Produktionsdauer geschehen. Durch einen optionalen, elektrischen Antrieb der Wechselvorrichtung kann die Spritzgussmaschine automatisch die vorbereitete Spritzgussform in Betrieb nehmen. Das Eingreifen eines Technikers ist nicht mehr nötig.
Ein weiterer Vorteil ist, dass die bereits montierte und vorbereitete Spritzgussform bereits für die Produktion vorgewärmt werden kann. Die oft sehr heißen Formen müssen so nicht mehr von einem Mechaniker oder Maschineneinrichter bewegt und/oder angefasst werden. Das Verletzungsrisiko kann so drastisch verringert werden.
Zudem kann eine, mit entsprechender, erfindungsgemäßer Vorrichtung ausgestattete Spritzgussmaschine in einer Art Produktion auf Abruf (engl. On Demand) betrieben werden. Das bedeutet konkret, dass auf einer Werkzeugaufnahme der Spritzgussmaschine dauerhaft eine erste Spritzgussform montiert und temperiert ist, welche regelmäßig eine große Stückzahl produziert.
Auf einer zweiten Werkzeugaufnahme ist „on demand“ eine zweite Spritzgussform montierbar. Die kann beispielsweise für ein Produkt/Werkstück sein, welches kurzfristig in geringerer Stückzahl produziert werden muss. So kann die laufende Produktion auf erster Spritzgussform kurz unterbrochen und auf der schon temperiert, zweite Spritzgussform die Produktion einer geringen Anzahl von Teile zwischengeschoben werden. Anschließend kann auf der ersten Spritzgussform weiterproduziert werden, ohne dass diese von der Maschine entfernt werden musste, oder sich abgekühlt hat.
Figurenliste
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert. Es zeigen:

1 eine Draufsicht einer Spritzgussmaschine mit erfindungsgemäßer Vorrichtung zum Wechseln von Spritzgussformen, mit zwei montierte Spritzgussform in einer Arbeitsposition bzw. in einer Rüstposition;
2 bis 7 den Wechselvorgang der Spritzgussformen auf der Spritzgussmaschine aus 1;
8 eine Vorrichtung zum Wechseln von Spritzgussformen in einer zweiten Ausführungsform;
9 eine Vorrichtung zum Wechseln von Spritzgussformen in einer dritten Ausführungsform;
10 eine Vorrichtung zum Wechseln von Spritzgussformen in einer vierten Ausführungsform; und
11 eine Vorrichtung zum Wechseln von Spritzgussformen in einer fünften Ausführungsform.

Die 1 zeigt eine Spritzgussmaschine 50 mit erfindungsgemäßer Vorrichtung zum Wechseln von Spritzgussformen 30, 30' in einer Draufsicht. Die Spritzgussmaschine 50 besteht im Wesentlichen aus einer Maschinenbasis 56 auf welcher die weiteren Maschinenkomponenten vorgesehen sind.
Als weitere Maschinenkomponenten sind eine Spritzeinheit 51, eine Schließeinheit 52 und ein Arbeitsbereich 53 vorgesehen. Dabei ist der Arbeitsbereich 53 zwischen Spritzeinheit 51 und Schließeinheit 52 angeordnet.
Die Spritzeinheit 51 besteht aus einer Materialaufnahme 57, in welcher zu verflüssigendes Material aufgenommen werden kann. Aus der Materialaufnahme 57 gelangt das Material in einen Verflüssiger 58 der das Material aufschmilzt. Das aufgeschmolzene Material wird mittels einer Förderschnecke zu einer Spritzdüse 59 transportiert.
Durch die Spritzdüse 59 wird das aufgeschmolzene Material in den Arbeitsbereich 53 der Spritzgussmaschine 50 geleitet. Im Arbeitsbereich 53 der Spritzgussmaschine 50 schließt sich an die Spritzdüse 59 direkt die Vorrichtung zum Wechsel für Werkzeuge an.
Die Vorrichtung zum Wechsel von Werkzeugen wird aus einem Werkzeugträger 10 gebildet. Der hier länglich ausgebildete Werkzeugträger 10 ist durch ein Transportmittel 12 linear beweglich, quer zur Maschinenlängsachse L angeordnet.
Der Werkzeugträger 10 weist zwei Werkzeugaufnahmen 11, 11' auf, welche jeweils ein Werkzeug aufgenommen haben. In der dargestellten Position befindet sich ein erstes Werkzeug auf der ersten Werkzeugaufnahme 11 in einer Arbeitsposition P1 im Arbeitsbereich 53 der Spritzgussmaschine 50. Ein zweites Werkzeug ist auf der zweiten Werkzeugaufnahme 11' des Werkzeugträgers 10 montiert und befindet sich in einer Rüstposition P2' außerhalb des Arbeitsbereichs 53 der Spritzgussmaschine 50.
Bei den hier dargestellten Werkzeugen handelt es sich zweckmäßig um Spritzgussformen 30, 30'. Diese werden auf den Werkzeugaufnahmen 11, 11' mittels im Stand der Technik bekannten Anordnungen befestigt. Dies kann u.a. durch Befestigung mit Schrauben realisiert werden. Aber auch als Pratzen bekannte Befestigungsmittel sind hier zweckmäßig. Auch eine Befestigung der Spritzgussformen 30, 30' an den Werkzeugaufnahmen 11, 11' mittels bekannter Nutensteine, die in einer Nut geführt und durch eine Schraube in der Nut verspannt werden, ist denkbar.
Zur Befestigung der Spritzgussform 30, 30' auf der Werkzeugaufnahme 11, 11' wird jeweils nur eine erste Formhälfte 31, 31' mit der Werkzeugaufnahme 11, 11' mechanisch verbunden. Bei der Montage in Rüstposition P2' sind die erste Formhälfte 31' und die zweite Formhälfte 32' zusätzlich miteinander mechanisch verbunden.
Diese zusätzliche mechanische Verbindung der beiden Formhälften 31', 32' zueinander dient lediglich dem Transport. Sobald die Spritzgussform 30, 30' sich in Arbeitsposition P1 befindet, wird die zweite Formhälfte 32, 32' mit der Schließeinheit 52 der Spritzgussmaschine 50 verbunden. Die Verbindung der Formhälften 31, 32 zueinander ist somit hier nicht mehr nötig.
Um einen weitestgehend automatischen Wechsel der Spritzgussformen 30, 30' zu ermöglichen, gibt es verschiedene Möglichkeiten die mechanische Verbindung der Formhälften 31, 32 und 31', 32' zu realisieren. Hier sind aus dem Stand der Technik auch viele Lösungen bereits bekannt, die alle zweckmäßig auf die vorliegende Erfindung übertragen und mit dieser angewendet werden können.
Die Befestigung der zweiten Formhälften 32, 32' an der Schließeinheit 52 erfolgt zweckmäßig mittels Magnetismus. Dazu ist die Schließeinheit 52 mit einer Werkzeugaufnahme 60 versehen, welche im Wesentlichen aus einem Dauermagneten besteht. An diesem Dauermagneten haftet die zweite Formhälfte 32 der Spritzgussform 30 an.
Zum Anbringen und Lösen der zweiten Formhälften 32, 32' an der Werkzeugaufnahme 60 wird ein Elektromagnet so aktiviert, dass die Magnetfelder von Dauer- und Elektromagnet sich aufheben. Ein Anbringen und Ablösen der zweiten Formhälften 32, 32' von der Werkzeugaufnahme 60 der Schließeinheit 52 ist so möglich.
Zweckmäßig ist der Werkzeugträger 10 mit einem Transportmittel 12 versehen, welcher eine Bewegung des Werkzeugträgers 10 von der dargestellten ersten Position in eine zweite Position (siehe 7) realisieren kann. Das dargestellte Transportmittel 12 wird aus zwei Linearlagern gebildet. Die Linearlager ermöglichen eine lineare Bewegung des Werkzeugträgers 10 quer zur Maschinenlängsachse L.
In der dargestellten ersten Position befindet sich der Werkzeugträger 10 in einer Stellung, in welcher die erste Werkzeugaufnahme 11 sich in einer Arbeitsposition P1 im Arbeitsbereich 53 der Spritzgussmaschine 50 befindet. Die zweite Werkzeugaufnahme 11' befindet sich außerhalb der Spritzgussmaschine 50 in einer Rüstposition P2'.
Durch lineare Bewegung des Werkzeugträgers 10 von der dargestellten ersten Position in eine weitere, zweite Position kann die erste Werkzeugaufnahme 11 von der Arbeitsposition P1 in eine Rüstposition P2 verschoben werden. Gleichzeitig bewegt sich die zweite Werkzeugaufnahme 11' von der Rüstposition P2' in die Arbeitsposition P1'. Dabei ist die Arbeitsposition P1' der zweiten Werkzeugaufnahme 11' identische der Arbeitsposition P1 der ersten Werkzeugaufnahme 11 ist.
Der Wechselvorgang der Spritzgussformen 30, 30' auf der Spritzgussmaschine 50 mittels des Werkzeugträgers 10 ist im Folgenden in den Figuren 2 bis 7 näher dargestellt und beschrieben.
In der 1 ist wie schon beschrieben die Ausgangssituation dargestellt. Der Werkzeugträger 10 befindet sich in einer ersten Position. Die Spritzgussform 30 auf der Werkzeugaufnahme 11 ist in der Arbeitsposition P1 im Arbeitsbereich 53 der Spritzgussmaschine 50 angeordnet. Dabei ist die erste Formhälfte 31 mit der Werkzeugaufnahme 11 mechanisch verbunden, wobei die zweite Formhälfte 31 mit der Werkzeugaufnahme 60 der Schließeinheit 52 verbunden ist.
Bei geschlossener Schließeinheit 52 kann über die Spritzeinheit 51 aufgeschmolzenes Material in die Spritzgussform 30 eingespritzt werden. Wenn das Material ausgekühlt ist, öffnet die Schließeinheit 52 und das erkaltete, erstarrte Material kann aus der Spritzgussform 30 entnommen werden.
Während des Produktionsprozesses mit der ersten Spritzgussform 30 kann auf der zweiten Werkzeugaufnahme 11' in der Rüstposition P2' bereits die zweite Spritzgussform 30' montiert werden. Eine Unterbrechung des Produktionsprozesses ist nicht nötig.
Zur Initiierung des Wechselvorgangs muss zunächst die Schließeinheit 52 geschlossen werden und die beiden Formhälften 31, 32 der Spritzgussform 30 mit einer Transportsicherung mechanisch miteinander verbunden werden. Dies ist in 2 dargestellt. Die bereits beschriebene Transportsicherung der Formhälften 31, 32 ist in den Figuren nicht weiter dargestellt. Hier bietet der Stand der Technik eine Vielzahl von Ausführungen, die alle mit der Erfindung kombinierbar und auf diese anwendbar sind.
Nach Sicherung der Formhälften 31, 32 zum Transport kann durch Aktivierung des Elektromagneten an der Schließeinheit 52 die magnetische Anhaftung der zweiten Formhälfte 32 an der Werkzeugaufnahme 60 gelöst werden. Die Schließeinheit 52 kann geöffnet werden, ohne dass die Spritzgussform 30 geöffnet wird. Das Öffnen der Schließeinheit 52 ist in 3 dargestellt.
Anschließend kann, wie in 4 gezeigt, der Werkzeugträger 10 von der ersten Position in die zweite Position bewegt werden. In 4 befindet sich der Werkzeugträger 10 zwischen den beiden Endpositionen. Dabei wird die Spritzgussform 30 von der Arbeitsposition P1 in die Rüstposition P2 bewegt und gleichzeitig die Spritzgussform 30' von der Rüstposition P2' in die Arbeitsposition P1'.
Zweckmäßig sind der Werkzeugträger 10 und/oder das Transportmittel 12 mit einem Motor versehen. So kann die Bewegung des Werkzeugträgers 10 und so der Wechsel der Spritzgussformen 30, 30' automatisch gesteuert werden, ohne dass ein Eingreifen durch einen Techniker nötig ist.
Zur Realisierung eines automatischen Antriebs sind im Stand der Technik viele Lösungen aufgezeigt, weshalb hiervon einer näheren Beschreibung abgesehen wird.
Das Transportmittel 12 ist in dieser Ausführungsform als zwei separate Lagerpunkte gestaltet. Der Werkzeugträger 10 ist auf den Lagerpunkten beweglich gelagert. Die Lagerung wird zweckmäßig über ein Roll- oder Gleitlager realisiert. Auch technisch aufwendigere Ausführungen der Lagerung des Werkzeugträgers 10 wie zum Beispiel eine Luftkissenlagerung oder ein Magnetlager sind denkbar.
In der 5 wird ist der Werkzeugträger 10 in der zweiten Endposition dargestellt. Der Werkzeugträger 10 wurde soweit durch den Arbeitsbereich 53 der Spritzgussmaschine 50 hindurch bewegt, dass die Spritzgussform 30 auf der ersten Werkzeugaufnahme 11 sich jetzt in Rüstposition P2 befindet. Die Spritzgussform 30' auf der zweiten Werkzeugaufnahme 11' befindet sich jetzt in der Arbeitsposition P1/P1' im Arbeitsbereich 53 der Spritzgussmaschine 50.
Zur endgültigen Fixierung der Spritzgussform 30' auf der Spritzgussmaschine 50 muss lediglich noch die zweite Formhälfte 32' der Spritzgussform 30' mit der Schließeinheit 52 mechanisch verbunden werden. Dazu wird die Schließeinheit 52 geschlossen. Dies ist in 6 dargestellt.
Nach vollständigem Schließen der Schließeinheit 60 wird die zweiten Formhälfte 32' an der Werkzeugaufnahme 60 der Schließeinheit 52 mechanisch befestigt. Dies wird im dargestellten Ausführungsbeispiel mittels eines Dauermagneten an der Schließeinheit 52 realisiert. Dies wurde detailliert schon bei 1 beschrieben.
Sobald die zweite Formhälfte 32' an der Werkzeugaufnahme 60 befestigt ist, kann die Transportsicherung zwischen der ersten Formhälfte 31' und der zweiten Formhälfte 32' gelöst werden. Die Formhälften 31', 32' können jetzt mittels der Schließeinheit 52 geöffnet und geschlossen werden.
Die 7 zeigt die Spritzgussmaschine 50 nach dem Wechsel von der ersten Spritzgussform 30 auf die zweite Spritzgussform 30'. Die Schließeinheit 52 ist wieder geöffnet, wodurch die Formhälften 31', 32' voneinander getrennt sind und der Spritzgussprozess auf der zweiten Spritzgussform 30' begonnen werden kann.
In einer speziellen Ausführungsform ist zur Initiierung des Spritzgussprozesses gar kein Eingreifen durch eine Person mehr nötig. Alle für den Spritzgussprozess notwendigen Form- und Produktionsdaten werden zweckmäßig mit der Spritzgussform 30, 30' der Spritzgussmaschine 50 übergeben.
Dafür verfügt die Spritzgussmaschine 50 über die Möglichkeit produktionsrelevante Daten von der Spritzgussform 30, 30' auszulesen. In der 8 wird eine Spritzgussmaschine 50 gezeigt, welche ein Lesegerät 55 aufweist. Das Lesegerät 55 ist in der Nähe des Arbeitsbereichs 53 vorgesehen.
Die Spritzgussformen 30, 30' sind zweckmäßig mit einem berührungslos auslesbaren Speicher versehen. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Speicher in sogenannten RFID-Tags 34, 34' integriert. Der Speicher kann mittels des Lesegeräts 55 an der Spritzgussmaschine 50 ausgelesen werden.
Sobald ein Wechsel der Spritzgussformen 30, 30' initiiert wird, liest die Spritzgussmaschine 50 automatisch die Produktionsdaten der neuen Spritzgussform 30, 30' mittels des Lesegeräts 55 von dem RFID-Tag 34, 34' aus. Diese Daten können dann direkt in die Steuerung der Spritzgussmaschine 50 eingelesen und für die Produktion genutzt werden.
Zur Vermeidung von Stand- und Rüstzeiten ist in einer weiteren Ausführungsform eine Anschluss beider Spritzgussformen 30, 30' an die Spritzgussmaschine 50 vorgesehen. Wie in der 9 zu erkennen ist die Spritzgussmaschine 50 dafür mit zwei Sätzen Versorgungsleitungen 54, 54' ausgeführt.
Durch den doppelten Satz Versorgungsleitungen 54, 54' können beide Spritzgussformen 30, 30', egal ob sie sich in Arbeitsposition P1, P1' oder in Rüstposition P2, P2' befinden, unabhängig voneinander versorgt werden. Hierbei ist hauptsächlich eine Versorgung mit Energie zum Vorheizen der Spritzgussformen 30, 30' zu nennen.
Da die Spritzgussformen 30, 30' auf Betriebstemperatur gebracht und gehalten werden müssen, ist es zur Reduzierung der Rüstzeit so zweckmäßig, die montierte Spritzgussform 30' bereits in der Rüstposition P2' vorzuwärmen. Sobald die Spritzgussformen 30, 30' gewechselt werden, kann diese Zeit gespart und der Produktionsprozess direkt begonnen werden.
Neben der Versorgung mit Wärme können die Spritzgussformen 30, 30' durch die Versorgungsleitungen 54, 54' ebenso mit elektrischer Energie oder Signalen für den Produktionsprozess versorgt werden.
In einer weiteren Ausführungsform zeigt die 10 eine Spritzgussmaschine 50 mit erfindungsgemäßer Vorrichtung zum Wechsel von Werkzeugen, wobei der Werkzeugträger 10 hier zweiteilig ausgeführt ist. Ein erster Teil des Werkzeugträgers 10 befindet sich wie bereits bekannt im Arbeitsbereich 53 der Spritzgussmaschine 50. Ein zweiter Teil 10' des Werkzeugträgers 10, der sich außerhalb des Arbeitsbereichs 53 befindet, ist mittels eines Gelenks mit dem ersten Teil verbunden.
Diese Ausführung des Werkzeugträgers 10, 10' ermöglicht es, die in Rüstposition P2' befindliche Werkzeugaufnahme 11' variabel außerhalb der Spritzgussmaschine 50 zu bewegen. Dadurch wird einem Techniker die Möglichkeit verschafft, von allen Seiten problemlos an die Werkzeugaufnahme 11' zu gelangen. Die Montage der Spritzgussform 30' wird so erleichtert.
Beim Wechsel der Spritzgussformen 30, 30' kann identisch die erste Werkzeugaufnahme 11 auf der anderen Seite der Spritzgussmaschine 50 zur besseren Montage bewegt werden.
Um die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Wechsel von Werkzeugen noch variabler einzusetzen, sieht eine weitere Ausführungsform einen Werkzeugträger 10 mit mehr als zwei Werkzeugaufnahmen 11 vor. Dazu zeigt die 11 einen Werkzeugträger 10, welcher nicht länglich, sondern kreisförmig ausgebildet ist.
In dieser speziellen Ausführungsform ist der Werkzeugträger 10 um die Schließeinheit 52 herum angeordnet. Die Bewegung des Werkzeugträgers 10 erfolgt nicht mehr linear, sondern kreisförmig.
Je nach Größe des Werkzeugträgers 10 kann hier eine Vielzahl von Werkzeugaufnahmen 11 vorgesehen werden. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind am Werkzeugträger 10 vier Werkzeugaufnahmen 11, 11', 11", 11'" vorgesehen. Auf jeder der Werkzeugaufnahmen 11, 11', 11", 11'" ist eine Spritzgussform 30, 30', 30", 30"' montiert.
Mit Hilfe dieses speziellen Werkzeugträgers 10 können vier Spritzgussformen 30, 30', 30", 30'" gleichzeitig auf einer Spritzgussmaschine 50 vorgesehen werden. Die Spritzgussmaschine 50 kann je nach Produktionsprozess und Anforderung die entsprechende Spritzgussform 30 , 30', 30", 30'" auswählen, diese selbsttätig wechseln und die Produktion beginnen.
Da die erste Formhälfte 31 , 31', 31", 31'" jeweils bereits in ihrer Produktionsposition an der Werkzeugaufnahme 11 , 11', 11", 11'" befestigt ist, ist zum Wechsel der Spritzgussform 30 , 30', 30", 30'" kein Eingreifen durch einen Techniker mehr nötig.
Durch die Kombination der Werkzeugaufnahme 10 aus diesem Ausführungsbeispiel mit Versorgungsleitungen 54 aus dem Ausführungsbeispiel der 9, sowie RFID-Tags 34 und einem Lesegerät 55 aus dem Ausführungsbeispiel der 8, kann eine derartige Spritzgussmaschine 50 selbsttätig je nach Anforderung und Auftragslage Spritzgussformen 30 , 30', 30", 30'" wechseln und in Betrieb nehmen.
Das Eingreifen eines Technikers für den Wechsel von Spritzgussformen 30 und Produktionsparametern in die Steuerung der Spritzgussmaschine 50 ist nicht mehr nötig.
Bezugszeichenliste

10: Werkzeugträger
11: Werkzeugaufnahme
12: Transportmittel
30: Spritzgussform
31: erste Formhälfte
32: zweite Formhälfte
34: RFID-Tag
50: Spritzgussmaschine
51: Spritzeinheit
52: Schließeinheit
53: Arbeitsbereich
54: Versorgungsleitung
55: Lesegerät
56: Maschinenbasis
57: Materialaufnahme
58: Verflüssiger
59: Spritzdüse
60: Werkzeugaufnahme
L: Maschinenlängsachse
P1: Arbeitsposition
P2: Rüstposition

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 3222828 A1 [0007]
DE 3323353 C1 [0009]

Claims

Vorrichtung zum Wechsel von Werkzeugen, wobei die Vorrichtung einen Werkzeugträger (10) und ein Transportmittel (12) umfasst, wobei der Werkzeugträger (10) zumindest eine Werkzeugaufnahmen (11) aufweist und durch das Transportmittel (12) beweglich angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugträger (10) zwischen zumindest zwei Endpositionen beweglich angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Endposition des Werkzeugträgers (10) eine Arbeitsposition (P1) der Werkzeugaufnahme (11) bildet und eine zweite Endposition des Werkzeugträgers (10) eine Rüstposition (P2) der Werkzeugaufnahme (11) bildet.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeugaufnahme (11) zur Aufnahme einer Spritzgussform (30) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4 in Verbindung mit Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Spritzgussform (30) in der Rüstposition (P2) auf die Werkzeugaufnahme (11) montierbar ist und im montierten Zustand mit dem Werkzeugträger (10) mittels des Transportmittels (12) in die Arbeitsposition (P1) bewegbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugträger (10) zumindest zwei Werkzeugaufnahmen (11, 11') aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 6 in Verbindung mit Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Endposition des Werkzeugträgers (10) eine Arbeitsposition (P1) der ersten Werkzeugaufnahme (11) bildet und gleichzeitig eine Rüstposition (P2') der zweiten Werkzeugaufnahmen (11') bildet, sowie die zweite Endposition des Werkzeugträgers (10) eine Rüstposition (P2) der ersten Werkzeugaufnahme (11) bildet und gleichzeitig eine Arbeitsposition (P1') der zweiten Werkzeugaufnahme (11') bildet.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitsposition (P1) der ersten Werkzeugaufnahme (11) räumlich mit der Arbeitsposition (P1') der zweiten Werkzeugaufnahme (11') zusammenfällt.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugträger (10) eine unbestimmte Anzahl an Werkzeugaufnahmen (11) aufweist, wobei alle Arbeitspositionen (P1) räumlich zusammenfallen.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugträger (10) linear beweglich angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugträger (10) drehbar angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugträger (10) schwenkbar angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugträger (10) zwischen den Werkzeugaufnahmen (11, 11') gelenkig ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugträger (10) zweiteilig ausgebildet ist und zwischen der ersten Werkzeugaufnahme (11) und der zweiten Werkzeugaufnahmen (11') mechanisch getrennt werden kann.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Spritzgussform (30, 30') mittels Schrauben an der Werkzeugaufnahme (11, 11') befestigbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine Spritzgussform (30, 30') mittels Magnetkraft an der Werkzeugaufnahme (11, 11') befestigbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass ein Antrieb vorgesehen ist, welcher eine Bewegung des Werkzeugträgers (10) zum Transportmittel (12) ermöglicht.
Spritzgussmaschine (50), bestehend aus einer Spritzeinheit (51) und einer Schließeinheit (52), wobei die Schließeinheit (52) zur Aufnahme einer Spritzgussform (30) vorgesehen ist, die vorzugsweise aus zwei Formhälften (31, 32) gebildet wird, und die Schließeinheit (52) zum Öffnen und Schließen der Formhälften (31, 32) vorgesehen ist, und wobei die Spritzeinheit (51) zur Verflüssigung von Spritzgussmaterial, sowie zum Transport des Spritzgussmaterials in die Spritzgussform (30) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17 zum Wechsel von Werkzeugen zumindest bereichsweise in einem Arbeitsbereich (53), zwischen der Spritzeinheit (51) und der Schließeinheit (52) der Spritzgussmaschine (50) angeordnet ist.
Spritzgussmaschine (50) nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung so an der Spritzgussmaschine (50) angeordnet ist, dass die Arbeitspositionen (P1, P1') der Werkzeugaufnahmen (11, 11') des Werkzeugträgers (10) im Arbeitsbereich (53) der Spritzgussmaschine (50) angeordnet sind.
Spritzgussmaschine (50) nach einem der Ansprüche 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeugaufnahme (11, 11') auf der, der Spritzeinheit (51) abgewandten Seite des Werkzeugträgers (10) angeordnet ist.
Spritzgussmaschine (50) nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Formhälfte (32) der Spritzgussform (30) sowohl an der ersten Formhälfte (31) befestigt werden kann, als auch an der Schließeinheit (52) der Spritzgussmaschine (50) befestigt werden kann.
Spritzgussmaschine (50) nach einem der Ansprüche 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Spritzgussmaschine (50) im Arbeitsbereich (53) ein Mittel vorgesehen ist, welches zum Auslesen von Produktionsdaten geeignet ist.
Spritzgussmaschine (50) nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel aus elektrischen Kontakten oder aus einem Lesegerät (55) zum berührungslosen Auslesen von Daten gebildet wird.
Spritzgussmaschine (50) nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Lesegerät (55) ein RFID-Lesegerät ist.
Spritzgussform (30, 30') zur Verwendung auf einer Spritzgussmaschine (50) nach einem der Ansprüche 22 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Spritzgussform (30, 30') einen Speicher und einen Mittel zum Auslesen des Speichers aufweist.
Spritzgussform (30, 30') nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel aus elektrischen Kontakten gebildet wird oder zum berührungslosen Auslesen der auf dem Speicher gespeicherten Daten geeignet ist.
Spritzgussform (30, 30') nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zum Auslesen des Speichers zusammen mit dem Speicher aus einem RFID-Tag (24) gebildet werden.