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Verfahren zum automatischen Einführen in eine
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Spritzgußform von in dieser Spritzgußform zu umgießenden zylindrischen
stabähnlichen Gegenständen und Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum automatischen Einführen in eine Spritzgußform
von in dieser Spritzgußform zu umgießenden zylindrischen stabähnlichen Gegenständen,
vorzugsweise der z. B.
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metallischen Achsen von um diese Achsen herumzugießenden Zahnrädern,
z. B. aus Kunststoff, bei dem die stabähnlichen Gegenstände einzeln jeweils in ein
sogenanntes Formnest (Formhohlraum) eingelegt werden. Die Erfindung betrifft weiterhin
eine Vorrichtung zur Durchführung des neuen Verfahrens.
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Bei bekannten Anordnungen der hier in Frage stehenden Art geht man
so vor, daß zunächst das fertiggestellte Werkstück aus dem Formhohlraum ausgestoßen
wird, woraufhin man mit Hilfe eines z. B. nach Art eines sogenannten Einlegegerätes
arbeitenden Handhabungsgerätes, eines Roboters oder dgl. den für ein neues
zu
spritzendes Werkstück bestimmten stabförmigen Gegenstand in den Formhohlraum (Formnest)
einlegt. Anschließend findet das Spritzgießen des neuen Werkstücks statt, woraufhin
der Auswerfer wieder in Aktion treten muß, um das fertiggestellte Werkstück aus
dem Formnest zu entfernen usw. Es leuchtet ein, daß diese Art des Vorgehens relativ
umständlich ist und viel Zeit in Anspruch nimmt, da nach dem Spritzgießen zunächst
ausgeworfen werden muß, bevor ein neuer Gegenstand eingelegt wird,usw.
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Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, hier Abhilfe zu
schaffen.
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Die vorliegende Erfindung hat sich deshalb die Aufgabe gestellt, ein
Verfahren der eingangs genannten Art und eine entsprechende Vorrichtung zu schaffen,
das eine wesentliche Zeitersparnis mit sich bringt, vor allem indem man die eigentliche
Auswerfoperation und die Einlegeoperation zeitlich mehr oder weniger ganz zusammenfaßt.
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Zu dem obengenannten Zweck ist gemäß der Erfindung bei dem neuen Verfahren
vorgesehen, daß man den einzuführenden stabförmigen Gegenstand einzeln zwischen
das zugehörige Formnest und den zuordneten Auswerfer in koaxialer Anordnung mit
dem im Formnest befindlichen, bereits fertig umgossenen stabförmigen Gegenstand
und dem Auswerfer bringt und daß man sodann den Auswerfer eine Vorschubbewegung
entlang einer Bahn ausführen läßt, die mit den Achsen der beiden stabähnlichen Gegenstände
zusammenfällt, wobei im Verlauf dieser Vorschubbewegung das fertiggespritzte Werkstück
unter
Vermittlung des in den Formhohlraum noch einzuführenden stabförmigen Gegenstandes
ausgestoßen und dieser letztere in den Formhohlraum eingeführt wird. Das neue Verfahren
hat den Vorteil, daß man nunmehr viel Zeit spart, da die Bewegung des Auswerfers
unter Vermittlung des einzulegenden stabförmigen Gegenstandes zunächst das Auswerfen
des fertiggespritzten Werkstückes zur Folge hat, woraufhin der gewissermaßen den
verlängerten Arm des Auswerfers darstellende stabförmige Gegenstand selbst in den
Formhohlraum eingelegt wird. Die Zeit, die sonst für die beiden Operationen "Auswerfen"
und "Einlegen" aufgewendet werden mußte, ist also wesentlich verkürzt worden. Eine
weitere Vereinfachung auch hinsichtlich der Überwachung der Vorgänge und des geregelten
Ablaufs der einzelnen Operationen erreicht man, wenn gemäß Anspruch 2 man das Zuführen
der stabförmigen Gegenstände so vornimmt, daß sich ständig zwischen den im Formhohlraum
bereits befindlichen stabförmigen Gegenstand und dem Auswerfer mindestens zwei koaxial
zueinander ausgerichtete einzuführende stabförmige Gegenstände befinden, wobei man
hierbei der Vorlaufbahn der stabförmigen Gegenstände, vorzugsweise der in Vorschubrichtung
vorderen Partie dieser Bahn, eine Anzeige- und Signaleinrichtung zuordnet, die das
Vorhandensein oder Nicht-Vorhandensein eines stabförmigen Gegenstandes anzeigt und
entsprechende Signale an die Steuerung der Maschine abgibt. Auf diese Weise erreicht
man eine einwandfreie, genaue Überwachung der einzelnen Arbeitsoperationen, die
von der Maschine und der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgeführt werden, wobei
der hierfür auf zubringende apparative Aufwand gering ist.
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Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des neuen Verfahrens
ist dadurch gekennzeichnet, daß sie in Vorlaufrichtung der stabförmigen Gegenstände
nach einer Vereinzelungseinrichtung ein Magazin für mehrere einzuführende stabförmige
Gegenstände mit einer Ausstoßstation enthält, an die die stabförmigen Gegenstände
nacheinander und jeweils einzeln herangelangen und die koaxial mit dem Auswerfer
und dessen Vorlaufbewegung auf der einen Seite und dem zu dem Formhohlraum führenden
Zuführkanal in der Form auf der anderen Seite ausgerichtet ist.
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Das Magazin ist zweckmäßigerweise an der beweglichen Formhälfte angebracht
und mit der Vereinzelungseinrichtung über flexible Leitungen, z. B. Schläuche, verbunden,
wobei vorzugsweise die stabförmigen Gegenstände im Magazin in zumindest annähernd
achsparalleler Anordnung zueinander und zur Vorschubrichtung des Auswerfers vorgesehen
sind. Hierbei kann z. B. die Vorschubrichtung der stabförmigen Gegenstände innerhalb
des Magazins in Richtung auf die Ausstoßstation rechtwinklig zur Vorschubrichtung
des Auswerfers verlaufen. Auf diese Weise wird erreicht, daß die einzulegenden stabförmigen
Gegenstände einzeln und nacheinander aus einer Stapelung im Magazin in die Bahn
des Auswerfers in koaxialer Anordnung mit diesem und mit dem stabförmigen Gegenstand
des fertiggegossenen Werkstücks gebracht werden, um dann bei der Vorschubbewegung
des Auswerfers den stabförmigen Gegenstand auszuwerfen und sodann selbst in das
Formnest eingelegt zu werden.
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Es ergibt sich hierbei bei relativ geringem apparativem Aufwand und
sicherster Funktion eine große Zeitersparnis.
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Das Magazin kann z. B. einen Vorschubkanal besitzen, der im Bereich
seines oberen Endes mit der von der Vereinzelungseinrichtung kommenden flexiblen
Zufuhrleitung verbunden ist und dessen unteres offenes Ende in die Ausstoßstation
einmündet. Dieser Vorschubkanal kann z. B. von glatten Wänden begrenzt sein, die
paarweise zueinander parallel verlaufen, er kann jedoch auch treppen-oder wendelförmig
ausgebildet sein, wobei seine Längsmittelachse zick-zack-förmig verläuft. In beiden
Fällen geschieht die Vorschubbewegung unter Einwirkung der Schwerkraft, die treppen-oder
wendelförmig zick-zack-artige Gestaltung des Vorschubkanals bringt es mit sich,
daß möglichst vermieden wird, daß die stabförmigen Gegenstände sich während ihrer
Vorschubbewegung durch Verkippen um die Querachse im Kanal verkanten können. Die
einzelnen Stufen oder Treppenabschnitte können z. B. so lang sein, daß sie jeweils
zur Unterstützung von etwa vier nebeneinanderliegenden, rechtwinklig zur Längsmittelachse
des Vorschubkanals verlaufenden stabförmigen Gegenständen dienen können. In einem
solchen Falle wird ein Verklemmen der den Vorschubkanal herabwandernden stabförmigen
Gegenstände an den Stufenkanten mit Sicherheit vermieden, wozu auch noch die Maßnahme
beitragen kann, daß zwei aufeinanderfolgende, jeweils einer Stufe entsprechende
Teilabschnitte der Längsmittelachse des Vorschubkanals miteinander jeweils einen
Winkel von 60 - 70 - 80 Grad bilden.
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Bei Vorrichtungen, die mit einer Spritzgießform zusammenwirken, die
zwei Formnester oder Formhohlräume in übereinanderliegender Anordnung enthält kann
vorgesehen sein, daß jedem Formnest
ein Vorschubkanal zugeordnet
ist, daß die beiden Vorschubkanäle schräg zur Senkrechten und parallel zueinander
verlaufen und daß der dem unteren Formnest zugeordnete Vorschubkanal außen liegt
und weiter nach unten bis zum unteren Formnest reicht. Mit Hilfe einer solchen Anordnung
wird ein stetiges, störungsfreies Vorfördern der einzelnen stabförmigen Gegenstände
erreicht, zu welchem Zweck man jedem Formnest einen eigenen Vorschubkanal zuordnet
und die Anordnung (durch den schrägen Verlauf der Kanäle) so trifft, daß die Vorschubkanäle
ohne Schwierigkeit aneinander vorbeikommen können.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung
dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens in einer schematischen Gesamtdarstellung, Fig. 2 die Vereinzelungseinrichtung
der Anordnung nach Fig. 1 in schematischer Darstellung, Fig. 3 die wesentlichen
Teile einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer Seitenansicht, teilweise geschnitten,
Fig, 4 eine Einzelheit zu der Anordnung nach Fig, 3 in größerem Maßstab in schematischer
Darstellung,
Fig. 5 Einzelheiten einer Variante zu der Anordnung
nach Fig. 3, wiederum in Seitenansicht in schematischer Darstellung und Fig, 6,
7 und 8 Einzelheiten von drei weiteren Varianten des Erfindungsgegenstandes, ebenfalls
in Seitenansicht in schematischer Darstellung.
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Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung, die zur Durchführung des neuen
Verfahrens bestimmt ist, besitzt in Vorlaufrichtung der stabförmigen Gegenstände
gemäß Pfeil 1 eine Vereinzelungseinrichtung 2, die nur schematisch dargestellt ist,
ein Magazin 3 für mehrere einzuführende stabförmige Gegenstände mit einer Ausstoßstation
4, an die die stabförmigen Gegenstände nacheinander und jeweils einzeln gemäß Pfeil
5 herangelangen und die koaxial mit dem Auswerfer 6 und dessen Vorlaufbewegung gemäß
Pfeil 7 auf der einen Seite und mit dem zu dem Formhohlraum 8 führenden Zuführkanal
9 in der Form auf der anderen Seite ausgerichtet ist. 10 ist die feste Formhälfte,11
ist die bewegliche Formhälfte,die ihre Öffnungs- und Schließbewegung gemäß den Pfeilen
12 ausführt. Das Magazin 3 ist an der beweglichen Formhälfte 11 angebracht und mit
der Vereinzelungseinrichtung 2 über flexible Leitungen 13, z. B. Schläuche, verbunden,
die an der hin- und hergehenden Bewegung des Magazins gemäß Pfeil 12 teilnehmen.
Die stabförmigen Gegenstände sind hierbei im Magazin in zumindest annähernd achsparalleler
Anordnung zueinander
und zur Vorschubrichtung des Auswerfers gemäß
Pfeil 7 angeordnet, wobei die Vorschubrichtung der stabförmigen Gegenstände innerhAlb
des Magazins gemäß Pfeil 5 unter Einwirkung der Schwerkraft in Richtung auf die
Ausstoßstation 4 rechtwinklig zur Vorschubrichtung des Auswerfers gemäß Pfeil 7
verläuft.
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Die Anordnung ist insgesamt so getroffen, daß bei waagrechter Vorschubrichtung
des Auswerfers die Magazine bzw. die in diesen vorgesehenen Vorschubkanäle in senkrechter
oder schräg zur Senkrechten verlaufender Anordnung vorgesehen sind und die im Magazin
übereinanderliegenden stabförmigen Gegenstände sich schrittweise unter Einwirkung
der Schwerkraft von oben nach unten in Richtung auf die Ausstoßstation vorschieben.
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Gemäß Fig. 5 besitzt das Magazin 20 jeweils mindestens einen Vorschubkanal
21 bzw. 22, der im Bereich seines oberen Endes mit der von der Vereinzelungseinrichtung
kommenden flexiblen Zuleitung 23 bzw. 24 verbunden ist und dessen unteres offenes
Ende in die Ausstoßstation 25 bzw. 26 mündet, wobei das obere Ende des Vorschubkanals
im Magazin mit dem Auslaß einer Druckluftstöße in diesen Kanal eingebenden Einrichtung
bei 26, 27 in Verbindung steht. Man kann zusätzlich noch die Anordnung zur Gewährleistung
dafür, daß in allen Umständen ein sicheres Funktionieren der Vorrichtung in Rechnung
gestellt werden kann, vorsehen, daß dem oberen Ende des Vorschubkanals die Kolbenstange
eines z. B. pneumatischen Arbeitszylinders - oder ein mit dieser Kolbenstange verbundenes
Stück - zugeordnet ist, wobei die Kolbenstange in der Arbeitsstellung auf den im
Vorschubkanal
des Magazins befindlichen Stapel von stabförmigen
Gegenständen mechanisch einwirkt, indem sie auf den zuhinterst liegenden Gegenstand
(oder zuoberst liegenden Gegenstand bei der Anordnung nach Fig. 5) einen Vorschubdruck
in Richtung auf die Ausstoßstation zu gemäß Pfeil 28 ausübt. Auf diese Weise wird
mit Sicherheit verhindert, daß sich doch noch unter ganz besonders ungünstigen Umständen
ein stabförmiger Gegenstand in seiner Bahn entlang des Vorschubkanals verkeilen
kann.
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Bei der Variante nach Fig. 6 ist der Vorschubkanal 30 von glatten
Wänden 31 begrenzt, die paarweise zueinander und parallel verlaufen. Hierbei erfolgt
die Vorschubbewegung gemäß Pfeil 32 durch freien Fall. Bei der Variante nach Fig.
7 ist der Vorschubkanal 33 treppen- oder wendelförmig ausgebildet, wobei seine Längsmittelachse
34 zick-zack-förmig verläuft. In diesem Falle wird ein Kippen um die rechtwinklig
zur Achse 35 verlaufende-Achse 36 verhindert, was bei der Anordnung nach Fig. 6
nicht immer der Fall ist, es können sich aber noch in den Bereichen 37 und 38 Verkeilungen
ergeben, wenn die einzelnen Stufen Ader Treppenabschnitte zur Unterstützung von
zwei bis drei nebeneinanderliegenden stabförmigen Gegenständen 39, die rechtwinklig
zur Längsmittelachse des Vorschubkanals verlaufen, dienen. Die Verkeilungen können
verhindert werden, wenn man gemäß Fig. 8 die einzelnen Stufen- oder Treppenabschnitte
des Kanals 40 so lang ausbildet, daß sie jeweils zur Unterstützung von mindestens
vier nebeneinanderliegenden, rechtwinklig zur Längsmittelachse des Vorschdhkanals
verlaufenden stabförmigen ~Gegenständen 41 dienen.
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In allen Fällen ist vorgesehen, daß zwei aufeinanderfolgende, jeweils
einer Stufe entsprechende Teilabschnitte der Längsmittelachse des Vorschubkanals
miteinander einen Winkel dS von 60 - 70 - 80 Grad bilden.
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Man kann die Länge des Zuführkanals 9 zum Formhohlraum so wählen,
daß in diesem jeweils nur ein stabförmiger Gegenstand enthalten ist, zweckmäßigerweise
wird man jedoch die Länge des Zufuhrkanals so wählen, daß in ihm der aus dem Formhohlraum
an der zugekehrten Seite herausstehende Teil eines eingelegten stabförmigen Gegenstandes
und vollständig ein weiterer stabförmiger Gegenstand Platz haben, die mit den einander
zugekehrten Stirnflächen aneinander anliegen. Wie aus Fig. 4, einer Teildarstellung
der oben beschriebenen Anordnung in größerem Maßstab, hervorgeht, steht der eingelegte
stabförmige Gegenstand 50 an der dem Auswerfer abgewandten Seite über den Formhohlraum
51 vor, wie bei 52 dargestellt ist, wobei dieser Teil 52 in eine Ausnehmung 53 der
Form hinein steht und dort an einer Anschlagfläche 54 anliegt. Der zweite stabförmige
Gegenstand 55 liegt hierbei im Zuführkanal genau unterhalb der Mündung des zugehörigen
Vorschubkanals. Die Anordnung ist zweckmäßigerweise so getroffen, daß dem den eingelegten
stabförmigen Gegenstand enthaltenden Teil des Zufuhrkanals eine z. B. aus einer
unter dem Druck einer Feder 56 stehenden Kugel 57 bestehende Arretiereinrichtung
58 zugeordnet ist, die dazu dient, den stabförmigen Gegenstand in seiner Lage festzulegen
und genau zu bestimmenund eine. einwandfreie Positionierung des Gegenstandes zu
erreichen.
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Bei einer Vorrichtung der oben beschriebenen Art, die mit einer Spritzgußform
zusammenwirkt, die zwei Formnester oder Formhohlräume in übereinanderliegender Anordnung
enthält, wie in Fig. 5 bei 25a und 26a gezeigt ist, sieht man zweckmäßigerweise
vor, daß jedem Formnest ein Vorschubkanal zugeordnet ist, also dem Formnest 25a
der Vorschubkanal 21 und dem Formnest 26a der Vorschubkanal 22, daß die beiden Vorschubkanäle
schräg zur Senkrechten und parallel zueinander verlaufen, wobei sie zweckmäßigerweise
unter einem Winkel von 10 bis 20 Grad zur Senkrechten geneigt sein können, und daß
der dem unteren Formnest 26a zugeordnete Vorschubkanal 22 außen liegt und weiter
nach unten bis zum unteren Formnest reicht. Auf diese Weise kann man auf relativ
einfache konstruktive Art beide Formnester gleichzeitig bedienen, ohne daß irgendwelche
Störungen im Vorschub der einzelnen stabförmigen Gegenstände zum Formnest auftreten
können.
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Bei der Anordnung nach Fig. 5, bei der eine Spritzgußform vorgesehen
ist, die vier Formhohlräume oder Formnester enthält, ist darüber hinaus vorgesehen,
daß jeweils zwei schräg zueinander und gegeneinander verlaufende Paare von zueinander
parallelen Vorschubkanälen arbeiten, also das Paar 21a, bestehend aus den Vorschubkanälen
21 und 22, und das Paar 22a, bestehend aus den Vorschubkanälen 21b und 22b, wobei
die Vorschubkanäle eines Paares zueinander parallel verlaufen~und schräg zur Senkrechten
angeordnet sind und die beiden Paare in entgegengesetzten Richtungen zur Senkrechten
geneigt sind und jeweils einen gleich großen Winkel mit der Senkrechten bilden.
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Gemäß der Darstellung in Fig. 3 geht man bei der Ausübung des erfindungsgemäßen
Verfahrens so vor, daß man den einzuführenden stabförmigen Gegenstand zwischen das
zugehörige Formnest 70 und den zugeordneten Auswerfer 71 in koaxialer Anordnung
mit dem im Formnest befindlichen, bereits fertigungossenen stabförmigen Gegenstand
(in Fig. 3 nicht gezeigt) und mit dem Auswerfer bringt und daß man sodann den Auswerfer
eine Bewegung gemäß den Pfeilen 72 (Vorschubbewegung)entlang einer Bahn ausführen
läßt, die mit der gestrichelten Linie 73 zusammenfällt und die mit den Achsen der
beiden stabähnlichen Gegenstände (den in den Zufuhrkanal eingefallenen stabähnlichen
Gegenstand und den Gegenstand des fertiggegossenen oder -gespritzten Werkstücks)
in einer Linie liegt.
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Im Verlaufe dieser Vorschubbewegung wird der unterhalb der Auslaßmündung
des Vorschubkanals des Magazins befindliche stabähnliche Gegenstand vorgeschoben,
wobei er zunächst durch Anliegen am stabähnlich geformten Gegenstand des fertiggegossenen
Werkstücks dieses auswirft und sodann selbst seine Stellung im Formhohlraum einnimmt,
wobei die Arretiereinrichtung 74 diesen stabförmigen Gegenstand nunmehr fertig positioniert.
Hierbei nimmt man zweckmäßigerweise das Zuführen der stabförmigen Gegenstände so
vor, daß sich ständig zwischen den im Formhohlraum 70 befindlichen stabförmigen
Gegenstand und dem Auswerfer 71 mindestens zwei koaxial zueinander ausgerichtete
einzuführende stabförmige Gegenstände befinden und daß man hierbei der Vorlaufbahn
der stabförmigen Gegenstände, vorzugsweise der in Vorschubrichtung vorderen Partie
dieser Bahn, eine Anzeigeeinrichtung 75 zuordnet, die Signale ausgibt und die das
Vorhandensein
oder Nicht-Vorhandensein eines stabförmigen Gegenstandes
anzeigt und entsprechende Signale an die Steuerung der Maschine abgibt.
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Wenn das Abfragen, ob Achsen vorhanden sind oder nicht, zu einer negativen
Antwort führt, d. h., daß im Zuführkanal keine Achse vorhanden ist, wird die Spritzmaschine
abgeschaltet.
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Wie bereits eingangs erwähnt, ist der erfindungsgemäßen Vorrichtung
eine Vereinzelungseinrichtung zugeordnet, die aus einem Vibrationsförderer oder
Rüttler, aus einer von dessen Ausgang ausgehenden flexiblen Förderleitung (Schlauch)
90, einer die Ausmündung der Förderleitung entsprechend einem vorbestimmten Programm
mit dem Einlaß jeweils eines der Vorschubkanäle 91, 92, 93, 94 in Verbindung bringenden
Weicheneinrichtung 95 und den Vorschubkanälen entsprechend vielen Inj ektionseinrichtungen,
die z. B. mit pneumatischen Stößen arbeiten und die dazu dienen, die stabförmigen
Gegenstände zum jeweiligen Vorschubkanal vorzufördern, besteht. Bei der gezeigten
Ausführungsform sind vier Einlässe für die Vorschubkanäle (gemäß Fig. 5 besitzt
zweckmäßigerweise eine solche Anordnung vier Formnester) und vier Injektionseinrichtungen
vorgesehen. Mit Hilfe der Pneumatikzylinder 96, die entsprechend gestaltet sind,
wird die Ausmündung der Förderleitung abwechselnd mit jeweils einem Einlaß einer
der Vorschubkanäle in Verbindung gebracht. Die Einrichtung arbeitet so, daß bei
Erreichen des Minimum-Füllstandes in einem Magazin-Schacht (Vorschubkanal) automatisch
die Weiche geschaltet und dieser Vorschubkanal gefüllt wird bis zum maximalen Füllstand.
Außerdem kann jedes Magazin XVorschubkanal) von
Hand angewählt
und im Tipp-Betrieb gefühlt werden.
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Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und mit der erfindungsgemäßen
Vorrichtung können z. B. Gegenstände hergestellt werden, wie sie in Fig. 9 dargestellt
sind: Zahnräder 100 aus Kunststoffmaterial und Achsen 101 aus Metall, die die stabförmigen
Gegenstände darstellen, die mit dem Kunststoffmaterial des Zahnrades umspritzt sind.
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