DE29804085U1 - Fertigungszelle - Google Patents
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Description
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Fertigungszelle zum Spritzgießen von
Klein- und Kleinstteilen.
Beim Spritzgießen von Kunststoff-Formteilen ist es bekannt, unterschiedliche Aufgaben, wie Spritzen, Entformen, Kontrollieren, etc.,
automatisiert zu vereinen, zu welchem Zweck Handhabungsautomaten eingesetzt werden. Der Roboter entformt beispielsweise fertig
spritzgegossene Kunststoff-Formteile aus dem Werkzeug und transportiert sie zu einer Qualitätssicherungsstation. Von dort aus gelangen sie,
beispielsweise über ein Förderband, an einen anderen Ort, wo die Teile verpackt werden.
In jüngerer Zeit ist der Bedarf aufgetreten, Spritzgießformteile mit
besonders kleinen Ausmaßen herzustellen. Hier sind mikro-mechanische Bauteile (z. B. Mikrozahnräder fur Kleinstpumpen), medizintechnische
Kleinteile und optoelektronische Elemente (z. B. Teile für Lichtleiter) als
Beispielbauteile zu nennen, bei denen die Herstellung mit klassischen Spritzgießmaschinen in der bekannten Weise für Herstellung und
Handhabung Probleme bereitet.
Beim Spritzgießen von kleinen und kleinsten Formteilen ergeben sich
neue Probleme, die bei Formteilen üblicher Größenordnung nicht auftreten. Kleinstteile können sich beispielsweise elektrostatisch aufladen,
was zu unerwünschten Effekten bei den Arbeitsschritten führt, die sich an das eigentliche Spritzgießen anschließen. Weiterhin ergibt sich das
Problem, daß die Formteile so gehandhabt werden, daß Beschädigungen
durch das Handling vermieden werden.
Bei dieser Fertigungsaufgabe ergeben sich also Schwierigkeiten im Zusammenhang mit den Schnittstellen zwischen den einzelnen an sich
bekannten Arbeitsstationen. Um diese Schnittstellenprobleme zu verhindern, ist es möglich, besondere Vorkehrungen an den Schnittstellen
zu treffen, was jedoch zu Zykluszeitverlängerungen führen kann, die sich
wirtschafltich nachteilig auswirken. Hier ist insbesondere an Maßnahmen zu denken, die für einen sichereren Transport der fertigen Teile von einer
Station zur anderen ergriffen werden können, was jedoch die Transportgeschwindigkeit der Teile verringern kann.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte
Fertigungszelle für das Spritzgießen von Klein- und Kleinstformteilen zu
schaffen, die einen optimierten Spritzgießprozeß ermöglicht, wobei die notwendigen Peripherieprozesse integriert sind.
Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung weist folgende
Merkmale auf:
- eine an sich bekannte Spritzgießvorrichtung (2) mit einer Kunststoff-Plastifizier- und -Einspritzvorrichtung (3), einer Werkzeugöffhungs-
und Schließvorrichtung (4) und einem Spritzgießwerkzeug (5), wobei das Spritzgießwerkzeug (5) aus einer festen
Werkzeughälfte (6) und mindestens einer verschieblichen Werkzeughälfte (7) besteht,
- eine Vorrichtung (8) zum Verschieben und/oder Drehen der
mindestens einen verschieblichen Werkzeughälfte (7), womit diese wechselweise von der Spritzposition in eine Entnahmeposition
gebracht werden kann,
- eine Entnahmevorrichtung (9) für fertig geformte Spritzgießteile,
die aus der sich in der Entnahmeposition befindlichen Werkzeughälfte (7) die fertigen Spritzgießteile entnimmt,
- eine Qualitätssicherungsvorrichtung (10) und
- eine Ve&phgr;ackungsvorrichtung (11),
wobei alle genannten Vorrichtungen (2, 8, 9, 10, 11) auf einem einzigen
Maschinenchassis (12) angeordnet sind und sich unter einer gemeinsamen
Abdeckung (13) befinden.
Erfmdungsgemäß ist also vorgesehen, daß alle relevanten Fertigungsstationen
unter einer gemeinsamen Abdeckung auf einem gemeinsamen Maschinenchassis angeordnet sind. Dadurch ergibt sich eine
Vereinfachung bei der Handhabung der spritzgegossenen Teile vom Spritzen über das Entformen, Kontrollieren bis zum lageorientierten
Verpacken. Dadurch ist eine Beschädigung oder Verschmutzung der Spritzlinge ausge-schlossen.
Fortbildungsgemäß ist vorgesehen, daß die Qualitätssicherungsvorrichtung
(10) Mittel aufweist, mit denen Gutteile von Schlechtteilen selektiert werden können. Hier ist insbesondere an ein computergesteuertes
Kamerasystem gedacht, mit dem eine automatische Qualitätsbeurteilung und Selektion erfolgen kann.
Weiterhin ist vorgesehen, daß die Ve&phgr;ackungsvor&Ggr;ichtung (11) Mittel
zum Führen einer Blisterverpackung (14) aufweist, in die die fertig spritzgegossenen
Teile lageorientiert eingebracht werden. Eine Blisterverpackung eignet sich besonders gut für die Verpackung kleiner
Teile, die in großen Stückzahlen hergestellt werden. Dabei werden die fertigen Teile in tiefgezogene Ausformungen eines Kunststoffstreifens
eingelegt und gegebenenfalls mit einem Abdeckstreifen verschlossen.
Um die Fertigung und Handhabung unter möglichst sauberen Fertigungsbedingungen zu ermöglichen, ist schließlich vorgesehen, daß
die Abdeckung (13) durch Anschluß an Filter- und Ventilatorelemente
Reinraumverhältnisse ermöglicht. Dadurch wird für eine saubere Atmosphäre unter der Abdeckung gesorgt.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Die Figur zeigt schematisch in dreidimensionaler Ansicht eine erfmdungsgemäß ausgebildete Spritzgieß-Fertigungszelle.
Die Fertigungszelle 1 zum Spritzgießen von kleinen und kleinsten vorzugsweise aus Kunststoffen bestehenden Teilen besteht aus mehreren
Einzelvorrichtungen, die auf einem gemeinsamen Maschinenchassis 12
angeordnet sind. Es ist auch möglich, daß Metalle, Keramik oder ähnliche
Materialien gespritzt werden.
Die Spritzgießvomchtung 2 weist eine Kunststoff-Plastifizier- und -Einspritzvorrichtung
3 auf, in der Kunststoffgranulat oder -pulver plastifiziert und in ein Spritzgießwerkzeug 5 eingespritzt wird. Das Werkzeug 5 wird
durch eine Werkzeugöffhung- und -Schließvorrichtung 4 geöffnet und
geschlossen. Wenngleich im Ausfuhrungsbeispiel eine 'klassische'
Spritzgießvorrichtung vorgesehen ist, ist es auch denkbar, daß - gerade bei sehr kleinen Formteilen - eine einfachere Ausführung eingesetzt werden
kann: Das Werkzeug 5 kann beispielsweise alleine durch die Düsenandruckkraft geschlossen werden, was eine separate Öfrhungs- und
Schließvorrichtung entbehrlich macht.
Das Werkzeug 5 besteht aus einer festen Werkzeughälfte 6 und mindestens einer verschieblichen Werkzeughälfte 7, wobei im
Ausfuhrungsbeispiel jedoch zwei verschiebliche Werkzeughälften 7 vorgesehen sind. Damit wird es möglich, daß der Spritzgießprozeß
stattfindet, während gleichzeitig eine Entformung fertiger Spritzgießteile
erfolgt. Zu diesem Zweck ist eine Verschiebe- und/oder Drehvorrichtung 8
fur die verschieblichen Werkzeughälften 7 vorgesehen, die die verschieblichen Hälften 7 jeweils entweder in die Spritzgießposition oder
in die Entformungsposition bewegt.
Fertig gespritzte Formteile werden, wenn sich die verschiebliche Werkzeughälfte 7 in der Entformungsposition befindet, mittels einer
Entnahmevorrichtung 9 aus dem Werkzeug entnommen, was vorzugsweise in lageorientierter Weise erfolgt. Hierfür kommen übliche
und bekannte Entnahmeroboter in Frage, die - wegen der geringen Größe und des geringen Gewichts der Teile - beispielsweise pneumatisch
arbeiten.
Die Entnahmevorrichtung 9 verbringt die Teile zu einer Qualitätssicherungsvorrichtung 10. Diese kann beispielsweise eine
Kamera sein, die computergesteuert und automatisch eine Sichtkontrolle der Teile vornimmt und entscheidet, ob es sich um ein Gutteil oder um ein
Ausschußteil (Schlechtteil) handelt. Die Ausschußteile können in üblicher
Weise automatisiert ausgesondert werden.
Von der Qualitätssicherungsvorrichtung 10 gelangen mittels der Entnahmevorrichtung 9 die fertigen und für gut befundenen Teile zu einer
Verpackungsvorrichtung 11, in der sie in geeigneter Weise verpackt
werden. Für kleine Formteile, die unter Umständen nur wenige Milligramm wiegen und Abmessungen im Millimeterbereich oder darunter
aufweisen können, empfiehlt sich vorzugsweise die Verpackung in sog. Blister. Dies sind tiefgezogene Kunststoffstreifen, in die
Aufnahmeaushöhlungen für die zu verpackenden Teile eingebracht sind. Diese Blisterverpackungen 14 können - wie in der Figur schematisch zu
sehen ist - auf einem Trägerrad aufgewickelt sein und in die Verpackungsstation 11 zugeführt werden. Die Blisterverpackungen oder
dergleichen weisen den Vorteil auf, daß die weitere Verarbeitung bzw. Montage der spritzgegossenen Teile vereinfacht werden kann.
Damit die Fertigung der Klein- und Kleinstteile unter möglichst reinen
Umweltbedingungen erfolgt, ist eine gemeinsame Abdeckung 13 vorgesehen. Diese kann - wie nicht näher dargestellt ist - an Filter- und
Ventilatorelemente angeschlossen sein, so daß sich Reinraumbedingungen unter der Abdeckung 13 ergeben.
Mit der erfindungsgemäßen Fertigungszelle vereinfacht und verbilligt sich
die Produktion kleiner und kleinster Spritzgießformteile erheblich: Der Transport der gespritzten Teile durch die verschiedenen Stationen wird
leichter und sicherer. Weiterhin werden die verschiedenen notwendigen Stationen auf kleinstem Raum vereinigt.
1 Fertigungszelle
2 Spritzgießvorrichtung
3 KunststofF-Plastifizier- und -Einspritzvorrichtung
4 Werkzeugöfrhungs- und Schießvorrichtung
5 Spritzgießwerkzeug
6 feste Werkzeughälfte
7 verschiebliche Werkzeughälfte
8 Verschiebe- und/oder Drehvorrichtung für die
verschiebliche Werkzeughälfte
9 Entnahmevorrichtung
10 Qualitätssicherungsvorrichtung
11 Ve&phgr;ackungsvorrichtung
12 Maschinenchassis
13 Abdeckung
14 Blisterverpackung
Claims (4)
1. Fertigungszelle (1) zum Spritzgießen von Klein- und Kleinstteilen
bestehend aus
- einer an sich bekannten Spritzgießvorrichtung (2) mit einer Kunststoff-Plastifizier- und -Einspritzvorrichtung (3) und einem
Spritzgießwerkzeug (5), wobei das Spritzgießwerkzeug (5) aus einer
festen Werkzeughälfte (6) und mindestens einer verschieblichen Werkzeughälfte (7) besteht,
- einer Vorrichtung (8) zum Verschieben und/oder Drehen der
mindestens einen verschieblichen Werkzeughälfte (7), womit diese wechselweise von der Spritzposition in eine Entnahmeposition
gebracht werden kann,
- einer Entnahmevorrichtung (9) für fertig geformte Spritzgießteile,
die aus der sich in der Entnahmeposition befindlichen
Werkzeughälfte (7) die fertigen Spritzgießteile entnimmt,
- einer Qualitätssicherungsvorrichtung (10) und
- einer Verpackungsvorrichtung (11),
wobei alle genannten Vorrichtungen (2, 8, 9, 10, 11) auf einem einzigen
Maschinenchassis (12) angeordnet sind und sich unter einer gemeinsamen
Abdeckung (13) befinden.
2. Fertigungszelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Qualitätssicherungsvorrichtung (10) Mittel aufweist, mit denen Gutteile von Schlechtteilen selektiert werden können.
3. Fertigungszelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die Ve&phgr;ackungsvorrichtung (11) Mittel zum Führen einer
Blisterverpackung (14) aufweist, in die die fertig spritzgegossenen Teile lageorientiert eingebracht werden.
4. Fertigungszelle nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung (13) durch Anschluß an Filter- und
Ventilatorelemente Reinraumverhältnisse ermöglicht.
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