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Die Erfindung betrifft eine Spritzgießmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Aus der
DE 10 2007 051 701 B4 ist eine Spritzgießmaschine bekannt, mit der mehrkomponentige Kunststoffteile hergestellt werden können.
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An der beweglichen Werkzeugaufspannplatte ist ein Drehtisch angeordnet, auf dem um eine Achse A drehbar Formwerkzeughälften angeordnet sind, die mit feststehenden Formwerkzeughälften an einer festen Werkzeugaufspannplatte zusammenwirken können. Alternativ zur Drehtischtechnik wird die Indexplattentechnik genannt.
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Aus der
EP 1 993 802 B1 ist eine Vorrichtung zur Herstellung von Verbundkörpern bekannt geworden, bei der zwischen einer festen Werkzeugaufspannplatte und einer beweglichen Werkzeugaufspannplatte eine Wendeplatte angeordnet ist. Eine solche Vorrichtung hat in Maschinenlängsrichtung gesehen einen relativ großen Bauraumbedarf.
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Aus der
EP 2 004 380 B1 ist eine Vorrichtung zur Herstellung von mehrkomponentigen Kunststoffformteilen bekannt, welche einen mittleren Formwerkzeugträger, der zwischen den Werkzeugaufspannplatten angeordnet ist nutzt, wobei der mittlere Formwerkzeugträger als Wendeplatte oder Schiebetisch ausgebildet sein kann.
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Aus der
WO 2007/137957 A1 ist eine Spritzgießmaschine bekannt, welche über Schiebetische für Formwerkzeughälften an einer beweglichen und an einer festen Werkzeugaufspannplatte verfügt, wobei zwischen den Werkzeugaufspannplatten eine Wendeplatteneinheit angeordnet ist. Der maschinelle Aufwand für eine solche Maschine ist relativ hoch.
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Ausgehend vom genannten Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, eine Spritzgießmaschine anzugeben, welche einen besonders einfachen Aufbau besitzt und es ermöglicht, mehrkomponentige Kunststoffbauteile bei kurzer Zykluszeit herzustellen. Insbesondere sollen kostenintensive und bauraumintensive Aggregate wie z. B. Wendeplatten, Indexplatten oder Drehtische verzichtbar sein.
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Diese Aufgabe wird mit einer Spritzgießmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Die Erfindung ist besonders bevorzugt bei Standard-Spritzgießmaschinen anwendbar. Unter einer Standard-Spritzgießmaschine im Sinne der vorliegenden Erfindung ist jede Spritzgießmaschine zu verstehen, welche über lediglich zwei Formaufspannplatten, an denen Formwerkzeughälften angeordnet werden können, verfügt. Eine Wendeplatte zwischen einer festen und einer beweglichen Formwerkzeugaufspannplatte oder eine Indexplatte oder eine dritte Werkzeugaufspannplatte, z. B. aufweisend Drehtische, die zwischen einer festen und einer beweglichen Werkzeugaufspannplatte angeordnet sind, stellen eine dritte Platte im Sinne der Erfindung dar, die es zu vermeiden gilt. Eine Spritzgießmaschinengattung, welche zusätzlich zur festen und zur beweglichen Werkzeugaufspannplatte noch – außerhalb dieser beiden Aufspannplatten angeordnet – eine Stirnplatte zum Abstützen von mechanischen Bauteilen die zum Schließkraftaufbau notwendig sind, besitzt, soll im Sinne der Erfindung als Standard-Spritzgießmaschine gelten, sofern nur zwei Formaufspannplatten vorhanden sind und die dritte Platte lediglich als Abstützung für Reaktionskräfte im Zusammenhang mit dem Schließkraftaufbau dient.
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Eine erfindungsgemäße Spritzgießmaschine besitzt eine erste Formaufspannplatte, der ein Spritzaggregat zugeordnet ist, und eine zweite Formaufspannplatte, wobei an der ersten Formaufspannplatte zumindest zwei erste Werkzeughälften A1, A2 vom Typ A mittels eines Schiebetisches entlang einer Schieberichtung R orthogonal zu einer Maschinenlängsachse L oder einer Schließrichtung der Formaufspannplatten verschiebbar angeordnet sind. Eine solche Spritzgießmaschine zeichnet sich dadurch aus, dass an der zweiten Formaufspannplatte zumindest eine zweite Formwerkzeughälfte A des Typs A und zumindest zwei zweite Formwerkzeughälften B1, B2 eines Typs B entlang der Richtung R nebeneinander angeordnet sind, wobei die eine zweite Formwerkzeughälfte A des Typs A zwischen den zweiten Formwerkzeughälften B1, B2 vom Typ B angeordnet ist und in einer ersten Schiebestellung des Schiebetisches eine der ersten Formwerkzeughälften A1 oder A2 mit der zweiten Formwerkzeughälfte A ein erstes Formwerkzeug FA1 vom Typ A bildet und die andere der ersten Formwerkzeughälften A2 oder A1 mit einer der Formwerkzeughälften B1 oder B2 vom Typ B ein erstes Formwerkzeug FB1 vom Typ B bildet und in einer zweiten Schiebestellung des Schiebetisches die andere der ersten Formwerkzeughälften A2 oder A1 vom Typ A mit der zweiten Formwerkzeughälfte A vom Typ A ein zweites Formwerkzeug FA2 vom Typ A bildet und die eine der ersten Formwerkzeughälften A1 oder A2 vom Typ A mit der anderen Formwerkzeughälfte vom Typ B ein zweites Formwerkzeug FB2 vom Typ B bildet.
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Mit der erfindungsgemäßen Spritzgießmaschine gelingt es, simultan sowohl ein Formwerkzeug vom Typ A wie auch ein Formwerkzeug vom Typ B betriebsbereit zur Verfügung zu stellen, so dass beide Formwerkzeuge simultan betrieben werden können. So wird also simultan beispielsweise im Formwerkzeug vom Typ A ein Spritzgießverfahren durchgeführt, mit dem ein Spritzgussrohling hergestellt wird. Zeitgleich wird ein in einem vorhergehenden Zyklus hergestellter Spritzgussrohling im Formwerkzeug vom Typ B, welches beispielsweise ein Beschichtungswerkzeug zum Aufbringen einer Duroplast-Beschichtung oder eines Lacksystems sein kann, weiter verarbeitet und innerhalb des Formwerkzeugs vom Typ B mit einer zweiten Kunststoffkomponente versehen. Durch eine z. B. zentralmittige Anordnung des Formwerkzeuges vom Typ A in einer Richtung R orthogonal zu einer Maschinenlängsachse L gelingt es, mit lediglich zwei Schiebestellungen, einer ersten und einer zweiten Schiebestellung, des Schiebetisches mit jedem Zyklus ein Fertigteil, d. h. ein Teil, welches sowohl das Formwerkzeug vom Typ A als auch ein Formwerkzeug vom Typ B durchlaufen hat, herzustellen. Dies trägt zu einer hohen Effektivität einer einfach aufgebauten Standard-Spritzgießmaschine bei.
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Eine Maschinenlängsachse L im Sinne der Erfindung erstreckt sich parallel zu einer Schließrichtung, entlang der zumindest eine der Formaufspannplatten zum Zwecke des Öffnens und Schließens der Formwerkzeuge bewegbar ist. Die Maschinenlängsachse L verläuft somit parallel zur Schließrichtung und steht senkrecht auf den zueinander weisenden Flachseiten der Formaufspannplatten. Die Maschinenlängsachse L ist dabei mittig bezüglich einer Draufsicht in Schließrichtung auf die Formaufspannplatten angeordnet.
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Bei der Fertigung der Formwerkzeughälften hat die Erfindung Vorteile. So ist bei der erfindungsgemäßen Spritzgießmaschine sichergestellt, dass diejenigen Formwerkzeughälften A1, A2 vom Typ A, welche sich auf dem Schiebetisch befinden, nur mit genau einer Formwerkzeughälfte vom Typ B zusammenwirken, was die Feinbearbeitung der zusammenwirkenden Formwerkzeughälften, insbesondere hinsichtlich Dichtigkeit der Werkzeuge besonders vereinfacht. Dies ist insbesondere dann von besonderem Vorteil, wenn das Formwerkzeug vom Typ B ein Beschichtungswerkzeug für die Aufbringung z. B. einer Duroplast-Beschichtung oder eines Lacksystems ist, da solche Werkzeuge erfahrungsgemäß einen besonders erhöhten Aufwand an Abstimmung hinsichtlich der Passung der Formwerkzeughälften zueinander bedürfen.
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Insbesondere ist die Erfindung für das Aufbringen von Beschichtungssystemen auf einen Spritzgussrohling geeignet. Als Beschichtungssystem im Sinne der Erfindung ist das Aufbringen von Duroplast- und/oder Lacksystemen zu verstehen, welche üblicherweise aus mehreren Einzelkomponenten, z. B. Grundkomponente und Härterkomponente als reaktive, vernetzende Systeme ausgebildet sind. Ausdrücklich eingeschlossen sind auch vernetzende, einkomponentige Systeme, die beispielsweise unter Wärmeeinwirkung vernetzen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Formwerkzeuge vom Typ A Spritzgießwerkzeuge zum Herstellen eines Spritzgussrohlings und die Formwerkzeuge vom Typ B Beschichtungswerkzeuge zur Beschichtung des Spritzgussrohlings mit einem vernetzenden Beschichtungssystem, z. B. mit einem Duroplast-System oder einem Lacksystem.
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Hierdurch ist es möglich, mit einer einfachen Standard-Spritzgießmaschine unter Nutzung der Erfindung hochkomplexe Zwei-Komponenten-Bauteile, beispielsweise duroplast-beschichtete oder lackbeschichtete Kunststoffteile herzustellen.
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Zweckmäßiger Weise sind den zweiten Formwerkzeugen (FB1, FB2) des Typs B jeweils ein Mischkopf zur Zuführung von Komponenten eines Beschichtungssystems, z. B. des Duroplast-Systems oder des Lacksystems zugeordnet, wobei der Mischkopf (11) den Formwerkzeughälften (B1, B2) vom Typ B oder den Formwerkzeughälften (A1, A2) vom Typ A zugeordnet ist.
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Weiterhin vorteilhaft ist, dass im geöffneten Zustand der Formaufspannplatten ein produzierter Spritzgussrohling zusammen mit einer Formwerkzeughälfte vom Typ A mittels des Schiebetisches einer der zweiten Formwerkzeughälften vom Typ B zuordenbar ist. Hierdurch entfällt die Notwendigkeit des Umsetzens des Spritzgussrohlings in ein anderes Werkzeug mittels beispielsweise einer Handlingvorrichtung. Die Bauteilgenauigkeit und insbesondere die Sauberkeit des Rohlings sind durch die Möglichkeit des Verbleibes des Spritzgussrohlings in der ersten Formwerkzeughälfte vom Typ A verbessert.
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Zweckmäßiger Weise ist das Formwerkzeug des Typs A, in dem das Spritzgießen des Spritzgussrohlings erfolgt, auf der Maschinenlängsachse L angeordnet und die Formwerkzeuge des Typs B, welche je nach Schiebetischposition korrespondierend benachbart zum Formwerkzeug vom Typ A gebildet sind, benachbart versetzt zur Maschinenlängsachse L angeordnet. Dies hat den Vorteil, dass die für den Spritzgussprozess erfahrungsgemäß höheren Schließkräfte symmetrisch bzgl. der Maschinenlängsachse L auftreten und ein Verkanten oder Verkippen der Formaufspannplatten reduziert ist.
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Die Schieberichtung R ist zweckmäßig orthogonal zur Schließrichtung und somit orthogonal zur Maschinenlängsachse L angeordnet und ist zweckmäßig parallel zur Vertikalen oder zur Horizontalen ausgerichtet.
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Ein Verfahren zum Herstellen eines Mehrkomponenten-Kunststoffteils wird unter Verwendung einer vorbeschriebenen Spritzgießmaschine durchgeführt, wobei
- a) in einer ersten Schiebestellung des Schiebetisches (5) ein erstes Formwerkzeug (FA1) vom Typ A und ein erstes Formwerkzeug (FB1) vom Typ B gebildet wird, anschließend
- b) simultan im ersten Formwerkzeug (FA1) vom Typ A ein erster Spritzgussrohling (9) hergestellt wird und im ersten Formwerkzeug (FB1) vom Typ B ein in einem vorangegangenen Zyklus hergestellter zweiter Spritzgussrohling (9') mit einer zweiten Kunststoffkomponente (12) versehen wird, und anschließend
- c) bei geöffneten Werkzeugen (FB1, FB2) in zeitlich beliebiger Abfolge
c1) der mit der zweiten Kunststoffkomponente (12) versehene Spritzgussrohling (9') entnommen wird und
c2) der Schiebetisch (5) in eine zweite Schiebestellung verbracht wird und
- d) anschließend in der zweiten Schiebestellung ein zweites Formwerkzeug (FA2) vom Typ A zum Herstellen eines weiteren Spritzgussrohlings (9") und ein zweites Formwerkzeug (FB2) vom Typ B, in dem der erste Spritzgussrohling (9) angeordnet ist, gebildet wird, wobei anschließend
- e) simultan im zweiten Formwerkzeug (FA2) vom Typ A der weitere Spritzgussrohling (9") hergestellt wird und im zweiten Formwerkzeug (FB2) vom Typ B der erste Spritzgussrohling (9) mit der zweiten Kunststoffkomponente (12) versehen wird, und anschließend
- f) bei geöffneten Formwerkzeugen (FA2; FB2) in zeitlich beliebiger Abfolge
f1) der mit der zweiten Kunststoffkomponente (12) versehene erste Spritzgussrohling (9) entnommen wird und
f2) der Schiebetisch (5) in seine erste Schiebestellung verbracht wird.
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In dieser ersten Schiebestellung kann das Verfahren erneut ausgeführt werden. In der ersten Schiebestellung des Schiebetisches werden somit erneut ein erstes Formwerkzeug FA1 vom Typ A und ein erstes Formwerkzeug FB1 vom Typ B gebildet und durch Schließen der Werkzeuge einsatzbereit gemacht.
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Mit dem Verfahren gelingt es in besonders einfacher und schneller Art und Weise, auf einer einfach aufgebauten Standard-Spritzgießmaschine, die lediglich eine feste und eine bewegliche Werkzeugaufspannplatte besitzt, technisch hochkomplexe und anspruchsvolle Mehrkomponentenkunststoffbauteile herzustellen.
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Des Weiteren ist durch die gleichzeitige Bildung zweier Formwerkzeuge unterschiedlicher Typen (Typ A und Typ B) und ein simultanes Betreiben dieser Werkzeuge, beispielsweise als Spritzguss- und als Beschichtungswerkzeug eine hohe Effektivität und ein hoher Produktausstoß bei kurzen Zykluszeiten ermöglicht.
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Die Schritte a), b) und c) des Verfahrens sind zeitlich aufeinander folgend durchzuführen, wobei bei geöffneten Formwerkzeugen FA1; FB2 gemäß Schritt c), die untergeordneten Schritte c1) und c2) in beliebiger zeitlicher Aufeinanderfolge durchgeführt werden können. So kann in einer ersten Alternative zuerst der mit der zweiten Kunststoffkomponente versehene Spritzgussrohling entnommen werden (Schritt c1)) und danach gemäß Schritt c2) der Schiebetisch in die zweite Schiebestellung verbracht werden. Ebenso ist es möglich, zuerst den Schiebetisch gemäß Schritt c2) in die zweite Schiebestellung zu verbringen und in dieser zweiten Schiebestellung den mit der zweiten Kunststoffkomponente versehenen Spritzgussrohling gemäß Schritt c1) zu entnehmen.
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Bei der ersten Alternative befindet sich der mit der zweiten Kunststoffkomponente versehene Spritzgussrohling, also das entnahmebereite, fertige Bauteil in einem von außerhalb der Maschine relativ leicht zugänglichen Randbereich der Formaufspannplatten und ist somit für die Entnahme leicht zugänglich.
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Analog zum Schritt c) können die Unterschritte f1) und f2) in zeitlich beliebiger Abfolge durchgeführt werden. Wird der Schritt f1) zeitlich vor dem Schritt f2) ausgeführt, so befindet sich der mit der zweiten Kunststoffkomponente versehene erste Spritzgussrohling, also das entnahmebereite, fertige Bauteil ebenfalls in einem randlichen Bereich der Formaufspannplatten und ist für eine Entnahmevorrichtung, z. B. einem Handlingroboter leicht erreichbar.
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Werden der Schritt c1) vor dem Schritt c2) und der Schritt f1) vor dem Schritt f2) ausgeführt, so kommen die zu entnehmenden fertigen Bauteile bezüglich der Spritzgießmaschine an zwei unterschiedlichen Positionen bezüglich der Spritzgießmaschine, nämlich einmal im Bereich des Formwerkzeugs FB1 vom Typ B und einmal im Bereich des Formwerkzeugs FB2 vom Typ B zu liegen. Dies kann es erforderlich machen, dass zur Entnahme fertigen Bauteile zwei Handlingroboter erforderlich sind.
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Für den Fall, dass der Schritt c2) zeitlich vor dem Schritt c1) und der Schritt f2) zeitlich vor dem Schritt f1) durchgeführt wird, ergibt sich für die zu entnehmenden, fertigen Bauteile eine örtlich gleiche Entnahmestelle im Bereich des Formwerkzeugs FA1, FA2 vom Typ A. Beide Formwerkzeuge FA1 und FA2 vom Typ A sind örtlich bezüglich der Spritzgießmaschine gleich angeordnet, so dass für die Entnahme der mit der zweiten Kunststoffkomponente versehenen Spritzgussrohlinge ein einziges Handlingsgerät ausreichen kann, welches die mit der zweiten Kunststoffkomponente versehenen Spritzgussrohlinge, also die fertigen Bauteile im Bereich des Formwerkzeugs vom Typ A entnehmen kann, egal ob die aus dem ersten Formwerkzeug FB1 vom Typ B oder aus dem zweiten Formwerkzeug FB2 vom Typ B stammen. Somit gelingt es, durch das Ausführen des Schrittes c2) zeitlich vor dem Schritt c1) und des Schrittes f2) zeitlich vor dem Schritt f1), für alle entstehenden, mit der zweiten Kunststoffkomponente versehenen Spritzgussrohlinge eine gemeinsame einheitliche Entnahmeposition zur realisieren.
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Dies ist beispielsweise dann vorteilhaft, wenn im Formwerkzeug vom Typ A gleichzeitig zur Entnahme des mit der zweiten Komponente versehenen Spritzgussrohlings, d. h. dem fertigen Bauteil eine weitere Aktion mit der Handlingeinrichtung erledigt werden kann. Eine solche weitere Aktion kann beispielsweise das Einlegen einer Folie oder eines Dekors in derjenigen Formwerkzeughälfte A des Formwerkzeugs vom Typ A sein, in der das zu entnehmende, fertige Bauteil nicht sitzt. In diesem Fall kann beispielsweise mit einem Doppelgreifersystem parallel oder kurz aufeinanderfolgend das fertige Bauteil entnommen werden und zeitgleich oder zeitlich überlappend in der gegenüberliegenden Formwerkzeughälfte A eine Folie oder ein Dekor eingelegt werden. Somit kann Zykluszeit und auch Programmieraufwand gespart werden. Es können außerdem mehrere Schritte an der örtlich immer wieder gleichen Stelle durch lediglich eine einzige Handlingeinrichtung vorgenommen werden. Die fertigen Bauteile werden alle am selben Ort zur Entnahme bereitgestellt.
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Zweckmäßiger Weise werden im Formwerkzeug vom Typ A ein Spritzgussteil im Wege eines Spritzgießverfahrens hergestellt. Im Formwerkzeug vom Typ B wird zweckmäßiger Weise zumindest eine bereichsweise Beschichtung mit einer zweiten Kunststoffkomponente, z. B. einem ein- oder mehrkomponentigen Beschichtungssystem, wie ein Lacksystem oder einem Duroplast-System vorgenommen. Alternativ kann im Formwerkzeug vom Typ B auch ein Spritzgießprozess beispielsweise mit einer zweiten spritzgießfähige Kunststoffmasse durchgeführt werden.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird zur Herstellung des Spritzgussrohlings in einem der Formwerkzeuge des Typs A eine Folie oder ein Dekor eingelegt und mit einer thermoplastischen Formmasse hinterspritzt. Der Spritzgussrohling ist somit als Verbundteil aus der spritzgegossenen Formmasse und dem Dekor oder der Folie ausgebildet. Aufgrund der zentralmittigen Anordnung des Formwerkzeugs vom Typ A ist eine gleichmäßige Hinterspritzung einer solchen Folie oder eines solchen Dekors möglich, so dass eine hohe Bauteilqualität erreicht werden kann.
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Ein solcher Spritzgussrohling aufweisend eine hinterspritzte Folie oder ein hinterspritztes Dekor kann zweckmäßiger Weise im Formwerkzeug vom Typ B, welches als Beschichtungswerkzeug ausgestaltet ist, mittels eines Duroplast – oder eines Lacksystems beschichtet werden, wobei die im Beschichtungswerkzeug aufgebrachte Beschichtung die Folie oder das Dekor zumindest teilweise überdeckt.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
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1: stark schematisiert eine Draufsicht, z. B. entlang einer Vertikalen zu einer Aufstellfläche der Spritzgießmaschine auf die erfindungsgemäße Spritzgießmaschine mit geöffneten Formwerkzeugen in einer ersten Betriebsstellung;
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2: stark schematisiert die Draufsicht auf die Spritzgießmaschine gemäß 1 in einer zweiten Betriebsstellung;
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3: stark schematisiert die Draufsicht auf die Spritzgießmaschine gemäß 1 in einer dritten Betriebsstellung;
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4: die Betriebsstellung der Spritzgießmaschine gemäß 1 für den Fall der Herstellung eines Bauteils mit einer hinterspritzten Folie oder einem hinterspritzten Dekor;
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5: die Betriebsstellung der Spritzgießmaschine gemäß 2 für den Fall der Herstellung eines Bauteils mit einer hinterspritzten Folie oder einem hinterspritzten Dekor;
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6: die Betriebsstellung der Spritzgießmaschine gemäß 3 für den Fall der Herstellung eines Bauteils mit einer hinterspritzten Folie oder einem hinterspritzten Dekor.
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Eine erfindungsgemäße Spritzgießmaschine 1 besitzt eine erste Formaufspannplatte 2 und eine zweite Formaufspannplatte 3. Der ersten Formaufspannplatte 2 ist ein Spritzaggregat 4 und ein Schiebetisch 5 zugeordnet. Der Schiebetisch 5 trägt eine erste Formwerkzeughälfte A1 und eine zweite Formwerkzeughälfte A2 vom Typ A. Mittels des Schiebetisches 5 sind die Formwerkzeughälften A1 und A2 entlang einer Schieberichtung R, die der Schieberichtung des Schiebetisches entspricht, verschieblich bezüglich der ersten Formaufspannplatte 2 gelagert. Die Richtung R steht dabei orthogonal auf einer Maschinenlängsachse L der Spritzgießmaschine 1. Die Schieberichtung R steht auch orthogonal auf einer Schließrichtung 6 der Formaufspannplatten 2, 3.
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An der zweiten Formaufspannplatte 3 sind nebeneinander eine Formwerkzeughälfte A vom Typ A und benachbart dazu Formwerkzeughälften B1 und B2 eines Typs B angeordnet.
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In der Richtung R gesehen ist die Formwerkzeughälfte A des Typs A zwischen den Formwerkzeughälften B1, B3 des Typs B angeordnet.
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Die Formwerkzeughälften B1, B2 vom Typ B und die Formwerkzeughälfte A vom Typ A sind dabei fest mit der zweiten Formaufspannplatte 3 verbunden.
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In 1 ist eine erste Schiebestellung des Schiebetisches 5 dargestellt. In dieser ersten Schiebestellung liegen sich die Formwerkzeughälften A1 auf der Seite der ersten Formaufspannplatte 2 und die Formwerkzeughälfte A auf der Seite der zweiten Formaufspannplatte 3 gegenüber und bilden ein erstes Formwerkzeug FA1 des Typs A.
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Benachbart neben dem ersten Formwerkzeug FA1 liegen sich die Formwerkzeughälfte A2 und B1 gegenüber und bilden ein erstes Formwerkzeug FB1 vom Typ B aus. Die Formwerkzeuge FA1 und FB1 können durch Öffnen und Schließen der zugehörigen Formwerkzeughälften A; A1 und A2; B1 simultan gebildet werden, wenn diese Formwerkzeughälften in der Schließrichtung 6 geschlossen werden.
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Das Formwerkzeug FA1 vom Typ A ist dabei als Spritzgießwerkzeug ausgebildet und steht über einen Heißkanal 7 mit dem Spritzaggregat 4 in Verbindung. Das Formwerkzeug FA1 besitzt eine Kavität 8, die zur Herstellung eines ersten Spritzgussrohlings 9 ausgebildet ist.
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Das Formwerkzeug FB1, gebildet aus den Formwerkzeughälften B1 und A2 besitzt eine Kavität 10, welche z. B. gegenüber der Kavität 8 vergrößert ausgebildet ist und ein zusätzliches Volumen zum Beschichten des Spritzgussrohlings 9 mit einem vernetzenden Beschichtungssystem, z. B. mit einer Duroplast-Beschichtung oder einem Lacksystem bietet.
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Die Formwerkzeughälften B1, B2, die in Verbindung mit einer der Formwerkzeughälften A1 oder A2 zur Bildung von Formwerkzeugen vom Typ B ausgebildet sind, besitzen bevorzugt einen Mischkopf 11, mit dem in bekannter Art und Weise ein- oder mehrkomponentige vernetzende Beschichtungssysteme, z. B. Lacksysteme oder Duroplast-Materialien wie PUR- oder PUA-Materialien, zur Beschichtung eines Spritzgussrohlings 9 zur Verfügung gestellt werden.
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Alternativ können die Mischköpfe 11 auch den Formwerkzeughälften A1; A2 zugeordnet sein. Bei dieser Alternative sind die Mischköpfe 11 der Formwerkzeughälften A1; A2 nur dann in Betrieb, wenn die Formwerkzeughälften A1; A2 Teil eine Formwerkzeugs FB1; FB2 vom Typ B sind.
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In 1 ist stark schematisiert ein Betriebszustand der erfindungsgemäßen Spritzgießmaschine nach dem ersten Schuss dargestellt. Während des ersten Schusses ist die Kavität 8 des Formwerkzeuges FA1 vom Typ A, also dem Spritzgießwerkzeug, mittels des Spritzaggregates 4 in bekannter Art und Weise mit einer spritzgießfähigen Kunststoffmasse gefüllt worden, so dass der erste Spritzgussrohling 9 gebildet wurde. In der Kavität 10 des Formwerkzeuges FB1 vom Typ B erfolgte keine Aktion. Die Kavität 10 des Formwerkzeugs FB1 ist leer. Nach dem ersten Schuss werden die Formwerkzeuge FA1 und FB1 geöffnet, wobei der erste Spritzgussrohling 9 in der Formwerkzeughälfte A1, die dem Schiebetisch 5 zugeordnet ist, verbleibt. Dieser Zustand ist in 1 dargestellt.
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Im Anschluss an den Zustand gemäß 1 wird der Schiebetisch 5 entlang der Schieberichtung R in der Darstellung gemäß 1 nach unten verschoben, so dass die Formwerkzeughälfte A1, die den ersten Spritzgussrohling 9 mit sich führt, der Formwerkzeughälfte B2 gegenüberliegend angeordnet ist. Zusammen mit der Formwerkzeughälfte A1 wird auch die Formwerkzeughälfte A2 in Schieberichtung R nach unten verschoben, so dass die Formwerkzeughälfte A2 in einer zweiten Schiebestellung, gemäß 2 der Formwerkzeughälfte A gegenüberliegt. In dieser Anordnung gem. 2, die die zweite Schiebestellung des Schiebertisches 5 zeigt, bilden die Formwerkzeughälften A, A2 ein zweites Formwerkzeug FA2 vom Typ A. Die Formwerkzeughälften A1 und B2 bilden ein zweites Formwerkzeug FB2 vom Typ B.
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Das zweite Formwerkzeug FA2 vom Typ A besitzt wiederum eine Kavität 8 zum Spritzgießen eines zweiten Spritzgussrohlings 9'. Der erste Spritzgussrohling 9 befindet sich in einer zweiten Beschichtungskavität 10' des zweiten Formwerkzeuges FB2 vom Typ B. In dieser zweiten Schiebestellung werden die Formwerkzeuge FA2 und FB2 geschlossen, wobei anschließend simultan im Formwerkzeug FA2 der zweite Spritzgussrohling 9' gespritzt wird und im zweiten Formwerkzeug FB2 des Typs der erste Spritzgussrohling 9 mit einer zweiten Komponente 12, die beispielsweise eine Lackbeschichtung oder eine Duroplast-Beschichtung, z. B. eine PUR- oder PUA-Beschichtung sein kann, versehen wird. Nach dem Spritzgießen des zweiten Spritzgussrohlings 9' und der erfolgten Beschichtung des ersten Spritzgussrohlings 9 in der zweiten Beschichtungskavität 10' werden die Formwerkzeuge FA2 und FB2 geöffnet. Diesen Betriebszustand zeigt 2.
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Der mit der zweiten Komponente 12 versehene erste Spritzgussrohling 9 kann nunmehr aus dem Werkzeug FB2 entnommen werden, so dass die zweite Beschichtungskavität 10' frei wird. Der zweite Spritzgussrohling 9', der im Formwerkzeug FA2 hergestellt wurde, verbleibt in der Formwerkzeughälfte A2, die dem Schiebetisch 5 zugeordnet ist. Zeitlich vor oder nach der Entnahme des fertigen, mit zweiten Komponente 12 versehenen Spritzgussrohlings 9 wird der Schiebetisch 5 in der Schieberichtung R in der 2 nach oben in seine erste Schiebestellung, die der Stellung gemäß der 1 entspricht, verfahren, wobei erneut zwischen den Formwerkzeughälften B1 und A2 das erste Formwerkzeug FB1 vom Typ B gebildet wird und aus den Formwerkzeughälften A und A1 das erste Formwerkzeug FA1 vom Typ A gebildet wird. Das Formwerkzeug FA1 weist zu diesem Zeitpunkt eine leere Spritzgießkavität 8 auf. In der ersten Beschichtungskavität 10 befindet sich der im zuletzt durchgeführten Verfahrensschritt hergestellte zweite Spritzgussrohling 9'.
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In diesem Zustand werden die Werkzeuge FB1 und FA1 geschlossen. Danach wird simultan im ersten Formwerkzeug FA1 des Typs A, insbesondere in seiner Spritzgießkavität 8 ein weiterer Spritzgussrohling 9" hergestellt. Der zweite Spritzgussrohling 9' wird in der ersten Beschichtungskavität 10 mit der zweiten Komponente 12 beschichtet. Die Beschichtung des zweiten Spritzgussrohlings 9' erfolgt zeitgleich oder zumindest zeitlich überlappend mit der Herstellung des weiteren Spritzgussrohlings 9". Danach werden die Formwerkzeuge FB1 und FA1 geöffnet, so dass der beschichtete Spritzgussrohling 9' aus dem ersten Formwerkzeug FB1 vom Typ B entnommen werden kann (3). Der weitere Spritzgussrohling 9" verbleibt in der Formwerkzeughälfte FA1, die den Schiebetisch 5 zugeordnet ist. Nach der Entnahme ist der Betriebszustand gemäß 1 erneut erreicht. Zur Fortführung der Herstellung weiterer beschichteter Spritzgussrohlinge wird die vorstehend beschriebene Vorgehensweise erneut ausgeführt.
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Bei der erfindungsgemäßen Spritzgießmaschine wird somit ohne Zwischenschaltung aufwändiger Wendeplatten, Indexplatten, Drehtische oder dergleichen durch das Vorsehen eines Schiebetisches 5 die Möglichkeit geschaffen, bei jedem Formschließvorgang simultan sowohl ein Spritzgießwerkzeug vom Typ A wie auch ein Beschichtungswerkzeug vom Typ B bereitzustellen. Das Spritzgießwerkzeug vom Typ A (FA1 und FA2) steht dabei mit einem Spritzaggregat 4 in Verbindung und kann in bekannter Art und Weise im Wege des Spritzgießens mit einer spritzgießfähigen Masse gefüllt werden. Ein sich in einer Beschichtungskavität 10' befindlicher Spritzgussrohling 9, 9', 9" kann in einem Formwerkzeug vom Typ B (FB1 und FB2) mit einer zweiten Komponente 12, beispielsweise einen ein- oder mehrkomponentigen Beschichtungssystems beschichtet werden.
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Selbstverständlich kann anstelle der Beschichtung des Spritzgussrohlings 9, 9', 9" in den Formwerkzeugen vom Typ B auch eine anderweitige Anbindung oder ein anderweitiges Versehen mit einer zweiten Komponente 12 geschehen. So können beispielsweise die Formwerkzeuge vom Typ B auch Spritzgusswerkzeuge sein, mit denen die zweite Kunststoffkomponente 12 im Wege des Spritzgießens mit dem Spritzgussrohling 9, 9', 9" in Verbindung gebracht wird. Das Spritzgießen der Spritzgussrohlinge 9, 9', 9" erfolgt bei der erfindungsgemäßen Spritzgießmaschine 1 simultan zum Versehen der Spritzgussrohlinge 9, 9', 9" aus einem vorangegangenen Herstellzyklus mit der zweiten Komponente 12. Hieraus resultiert eine erhebliche Zeitersparnis.
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Sofern als zweite Komponente 12 ein vernetzendes Beschichtungssystem im Wege einer Beschichtung auf einen Spritzgussrohling 9, 9', 9" aufgebracht werden soll, empfiehlt es sich, die Formwerkzeuge (FB1; FB2) vom Typ B in Schieberichtung R benachbart neben oder benachbart vertikal oberhalb und vertikal unterhalb einem zentral angeordneten Spritzgusswerkzeug FA1 vom Typ A anzuordnen, da üblicherweise für das Spritzgießen höhere Schließkräfte erforderlich sind als für das Beschichten mit einem Beschichtungssystem. Die zentralmittige Anordnung des Spritzgießwerkzeuges ermöglicht somit eine symmetrische Belastung der Formaufspannplatten 2 und 3 sowie der im vorliegenden Fall nicht dargestellten Schließeinheiten zu erreichen. Die Begriffe "oberhalb" und "unterhalb" sind dabei bezüglich einer Hochrichtung, d. h. einer Vertikalen zu einem Hallenboden zu sehen, auf dem die Spritzgießmaschine aufgestellt ist. In einem solchen Fall ist die Schieberichtung R parallel zur Vertikalen ausgerichtet.
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Der Begriff "neben" ist so zu verstehen, dass sich die Formwerkzeughälften FB1; FB2 vom Typ B und das jeweilige Formwerkzeug vom Typ A auf einer vertikalen Höhe z. B. gegenüber einem Hallenboden oder einer Aufstellfläche der Spritzgießmaschine 1 horizontal nebeneinander befinden.
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Im Folgenden wird anhand der 4 bis 6 beschrieben, wie ein Rohling, der als hinterspritzte Folie bzw. als hinterspritztes Dekor ausgebildet ist, mit der erfindungsgemäßen Spritzgießmaschine hergestellt werden kann.
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Dabei entspricht die Darstellung gemäß 4 der Betriebsstellung gemäß 1. Die Darstellung gemäß 5 entspricht der Betriebsstellung gemäß 2 und die Darstellung gemäß 6 entspricht der Betriebsstellung der Spritzgießmaschine gemäß 3.
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Insoweit sind die im Zusammenhang mit den 1 bis 3 beschriebenen Zustände und Verfahrensschritte auch auf die nachfolgenden 4 bis 6 zu lesen. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen dabei gleiche Bestandteile der Spritzgießmaschine 1.
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Wie aus 4 ersichtlich, befindet sich die Spritzgießmaschine 1 in einer Betriebsstellung, bei der die Formwerkzeughälften A, A1 vom Typ A ein erstes Formwerkzeug FA1 vom Typ A bilden. Die Formwerkzeughälften B1 und A2 bilden ein erstes Formwerkzeug FB1 vom Typ B. Zum Hinterspritzen einer Folie 13 oder eines Dekors 13 wird in die Formwerkzeughälfte A auf der Seite der festen Formaufspannplatte 3 eine Folie/ein Dekor 13 (im Folgenden: Folie 13) eingelegt. Ausgehend von der Betriebsstellung gemäß 4 werden die Formwerkzeughälften, z. B. in Schließrichtung 6 geschlossen und der Spritzgussrohling 9 im Formwerkzeug FA1 gespritzt, wobei der Spritzgussrohling 9 einstückig und innig mit der Folie 13 verbunden ist. Ein solches Verbundbauteil aus dem Spritzgussrohling 9 und der Folie 13 wird nunmehr im Folgenden so behandelt, wie der Spritzgussrohling 9 gemäß vorbeschriebener Abfolge der Arbeitsschritte, die im Zusammenhang mit den 1 bis 3 beschrieben sind. Die Arbeitsweise der Spritzgießmaschine 1 ist hinsichtlich der Abfolge der Arbeitsschritte identisch. Selbstverständlich ist es möglich, dass die Spritzgießmaschine 1 aufgrund des Verbundbauteiles aus Spritzgussrohling 9 und Folie 13 gegebenenfalls mit anderen Parametern betrieben wird.
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5 zeigt eine Betriebsstellung gemäß 2, bei der der Spritzgussrohling 9 und die Folie 13 nach dem Aufbringen der zweiten Komponente 12 in der Formwerkzeughälfte A1 sitzt. Ein solches beschichtetes Verbundbauteil aus Spritzgussrohling 9, Folie 13 und zweiter Komponente 12 kann in der gemäß 5 gezeigten Stellung aus dem Formwerkzeug FB2 entnommen werden. 6 zeigt eine Betriebsstellung der Spritzgießmaschine 1 gemäß 3, in der die Formwerkzeuge FA1 und FB1 geöffnet sind. In der Formwerkzeughälfte A2 des ersten Formwerkzeuges FB1 vom Typ B sitzt ein beschichtetes Verbundteil aus dem Spritzgussrohling 9' der Folie 13 und der zweiten Komponente 12. Ein solches beschichtetes Verbundbauteil aus dem Spritzgussrohling 9', der Folie 13 und der zweiten Komponente 12 ist fertiggestellt und kann aus der Formwerkzeughälfte A2 entnommen werden.
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Simultan hierzu wurde im ersten Formwerkzeug FA1 vom Typ A ein weiterer Spritzgussrohling 9" hergestellt, welcher eine Folie 13 aufweist.
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Von der Betriebsstellung der Spritzgießmaschine 1 gemäß 6 aus kann der vorbeschriebene Ablauf erneut ausgeführt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Spritzgießmaschine
- 2
- Erste Formaufspannplatte
- 3
- Zweite Formaufspannplatte
- 4
- Spritzaggregat
- 5
- Schiebetisch
- 6
- Schließrichtung
- 7
- Heißkanal
- 8
- Spritzgießkavität
- 9
- Erster Spritzgussrohling
- 9'
- Zweiter Spritzgussrohling
- 9"
- Weiterer Spritzgussrohling
- 10
- Erste Beschichtungskavität
- 10'
- Zweite Beschichtungskavität
- 11
- Mischkopf
- 12
- Zweite Komponente
- 13
- Folie, Dekor
- R
- Schieberichtung
- L
- Maschinenlängsachse
- FA1
- Erstes Formwerkzeug vom Typ A
- FA2
- Zweites Formwerkzeug vom Typ A
- FB1
- Erstes Formwerkzeug vom Typ B
- Fb2
- Zweites Formwerkzeug vom Typ B
- A, A1, A2
- Formwerkzeughälften vom Typ A
- B, B1, B2
- Formwerkzeughälften vom Typ B
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007051701 B4 [0002]
- EP 1993802 B1 [0004]
- EP 2004380 B1 [0005]
- WO 2007/137957 A1 [0006]
