WO2007062973A1 - Verfahren und system zur nachbehandlung von vorformlingen - Google Patents

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WO2007062973A1
WO2007062973A1 PCT/EP2006/068363 EP2006068363W WO2007062973A1 WO 2007062973 A1 WO2007062973 A1 WO 2007062973A1 EP 2006068363 W EP2006068363 W EP 2006068363W WO 2007062973 A1 WO2007062973 A1 WO 2007062973A1
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receiving
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plate
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PCT/EP2006/068363
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Witold Neter
Helmut THÖMMES
Christian Wagner
Rainer Petry
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Mht Mold & Hotrunner Technology Ag
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    • B29K2105/25Solid
    • B29K2105/253Preform

Definitions

  • the present invention relates to a process for the aftertreatment of preforms produced in an injection mold and to a system therefor.
  • Injection molding is one of the most important processes for the production of moldings.
  • the molding compound which generally is originally present as a powder or granulate, is heated, plasticized and forced under high pressure into a corresponding molding tool. The molding compound solidifies in the mold and is then removed from the opened tool.
  • PET bottles are generally produced by stretch blow molding a hollow body preform or hollow body preform.
  • the hollow body preform is created by injection molding in a first step.
  • the subsequent to the injection molding stretch blow molding can be done either immediately after production of the hollow body preform or at a later date.
  • Embodiments are also known in which the individual preforms are removed from the mold by means of a gripper unit and transferred to the receiving plate arranged outside the mold.
  • the preform for cooling in the receiving cavity of the prior art must remain a relatively long time, so that usually already the next preform can be removed from the injection mold before the preform is cooled in the receiving cavity so far that he without the risk it is already common practice to use receiving plates having multiple groups of receiving cavities, each group having as many receiving cavities as the injection mold provides preforms per injection cycle. The individual receiving cavities are then successively loaded with preforms so that the individual preform can remain in the receiving cavity for more than one injection cycle.
  • WO 03/097326 a device for the aftertreatment of preforms produced in an injection mold is already known.
  • This machine has a tool block with two different groups of tool cores. Furthermore, four arranged on a cube receiving plates are provided and two pin plates. After the preforms have been created in the injection molding machine, this is opened and the tool block is rotated so that the other group of tool cores can cooperate with the mold cavities. The preforms produced by means of injection molding are now located on the free tool cores. From - -
  • the recording cube with the individual recording plates is then rotated by 90 ° and a pegboard is briefly moved into the preforms. Thereafter, the pin plate is moved out again and the receiving cube rotated by a further 90 ° and another pin plate is moved back into the preforms.
  • the stated object is achieved in that the preform is transferred from the injection mold into a receiving cavity whose inner shape substantially corresponds to the outer shape of the preform, and an aftertreatment pin whose outer shape substantially corresponds to the inner shape of the preform is introduced into the preform and remains there for a time interval which is longer than the cycle time of the injection mold. It is therefore essential that the aftertreatment of the preform takes place in a receiving cavity into which a corresponding post-treatment pen has been introduced, the post remaining in the preform for a considerable time, which is significantly longer than the mold life of the injection molding machine.
  • the receiving cavity may have either one open and one closed end or two open ends.
  • the embodiment with one open and one closed end has the advantage that the receiving cavity also follows its outer shape in the bottom region of the preform.
  • the two open ended embodiment allows to create specially adapted cooling fluid streams within the receiving cavity.
  • Die life is the length of time between closing and opening the tool.
  • the mold life is the time during which the tool is not moved in the closed state.
  • the cycle time ie, the length of time between the start of the preform injection molding operation and the beginning of the subsequent preform injection molding operation, is generally somewhat longer than the mold life.
  • the cycle time consists of the closing time, ie the time required for the injection mold to close, the mold life, the opening time, ie the time required for the injection mold to open. - -
  • the pause time is generally determined by the time it takes to remove the parison from the opened mold.
  • the post-treatment pen remains in the preform, if possible, at least twice the mold life, preferably at least three times the mold life and more preferably at least four times the mold life.
  • the aftertreatment pen remains in the preform at least twice the cycle time, preferably at least three times the cycle time and more preferably at least four times the cycle time.
  • the preform by means of a fluid, preferably a gaseous fluid which is introduced through an opening preferably in the vicinity of a closed end of the Aufnah mekavtician in this, is prevented from, with the inner surface of the receiving cavity in To get in touch.
  • a fluid preferably a gaseous fluid which is introduced through an opening preferably in the vicinity of a closed end of the Aufnah mekavtician in this.
  • the preform may still be so soft that any contact between the preform on the one hand and the inner surface of the receiving cavity on the other hand would lead to irreversible deformation or damage to the preform. Therefore, it is advantageous to hold the preform on an air cushion which prevents direct contact.
  • a fluid preferably a gaseous fluid
  • the fluid is introduced into the preform such that the preform is pushed further into the receiving cavity by the outflowing fluid and substantially without direct contact between post-treatment pen and preform.
  • the preform substantially does not contact either the receiving cavity or the aftertreatment pen, but is held only on the air cushions provided by the receiving cavity on the one hand and the aftertreatment pen on the other hand.
  • the aftertreatment pen can then be inserted even further into the receiving cavity so that, when the fluid supply is turned off for a short moment by the receiving cavity, the outer wall of the preform is pressed against the inner wall of the receiving cavity.
  • a contact between see the inner wall of the preform and the outer surface of the aftertreatment pin Experiments have shown, however, that the best results are obtained when a contact occurs only on the receiving cavity, but not on the post-treatment pen.
  • the aftertreatment pen such that the preform shrinks upon cooling to the aftertreatment pen. It is expedient if the outer diameter of the receiving finger is substantially equal to the inner diameter of the molded article to be removed in the cooled state. In this way, the receiving finger affects the shrinkage of the material only slightly on cooling, and the shaping can be removed after cooling with relatively little force from the receiving finger.
  • the preform preform to an aftertreatment pin whose outer shape substantially corresponds to the inner shape of the preform and to provide a receiving cavity which is movable relative to the aftertreatment pin to receive the aftertreatment finger as well as the latter arranged preform encloses. It is expedient if the receiving cavity has an inner wall which corresponds approximately to the outer shape of the preform.
  • a receiving cavity having two open ends is used. Cooling fluid is introduced into the receiving cavity such that the fluid flows along the outside of the preform and exits from both ends of the receiving cavity. As a result, a very targeted cooling of the preform is to be realized.
  • the object mentioned at the outset is achieved by a system for the aftertreatment of preforms produced in an injection mold, with at least two aftertreatment tools, each having a receiving plate having a group of receiving cavities and a pin plate having a group of aftertreatment pins and means for transferring the preforms from the injection mold alternately into the at least two aftertreatment tools, the pin plate and the receiving plate of each aftertreatment tool being relative to each other between an open position in which the aftertreatment pins are located outside the receiving cavities and an aftertreatment position in which the aftertreatment pins are at least partially arranged in the receiving cavities, are movable back and forth.
  • a receiving plate interacts successively with different pin plates, but each receiving plate has its own pin plate, with which it cooperates exclusively.
  • the at least two aftertreatment tools are alternately populated with preforms.
  • the transfer device is a gripper plate with gripper elements for gripping the preforms in the injection mold and transporting the preforms to the aftertreatment tool.
  • the gripper plate moves into it and grips the preforms and transfers them alternately from the injection mold into the individual aftertreatment tools.
  • the receiving plate of an aftertreatment tool can be moved into the open mold, an ejection system is provided with ejection elements with which the preforms can be released from the injection mold and transferred to the receiving plate, so that they can be passed by gravity.
  • pin plate or receiving plate in the open position of the aftertreatment tool, is laterally movable between the open position where the pins face the receiving cavities and a transfer position in which the pins and the receiving cavities do not face each other.
  • pin plate and receiving plate remain substantially parallel to each other and do not change their distance. The movement takes place essentially exclusively in the lateral direction. If, for example, the receiving plate is movable laterally, the movement takes place within the receiving plate plane.
  • the post-treatment tool consisting of receiving plate and associated pin plate can be brought into the open position, for example by moving the pin plate relative to the receiving plate in a direction perpendicular to the plate planes.
  • the receiving plate may be laterally, i. without changing the distance between the pin plate and the receiving plate, be moved next to the pin plate, so that a recording of the preforms or a removal of the preforms is possible.
  • a robot unit is provided, with which each aftertreatment tool can be brought into a ready position, in which the treatment tool can be brought into the open position and loaded with the preforms, and into a removal position, in which it can be brought into the open position and the preforms are removable, can be brought.
  • the robot unit may be designed, for example, such that each after-treatment tool can be brought into a waiting position.
  • each after-treatment tool can be brought into a waiting position.
  • the robot unit may be, for example, a rotation unit which is rotatable about a rotation axis, wherein the receiving plates are fixed to the rotation unit, so that they can be brought by rotation of the rotation unit from the standby position to the removal position. It is provided in a preferred embodiment that in the removal position, the corresponding post-treatment tool can be brought into the open position, wherein receiving plate and pin plate in the open position relative to each other laterally in an ejection position are movable in which the preforms can be ejected from the receiving plate. In a particularly preferred embodiment, in the ejection position, the open ends of the receiving cavities are arranged such that the preforms are ejected from the receiving cavities due to their own weight.
  • the transfer position can be arranged either within the injection mold or outside the injection mold.
  • the pin plate on through openings through which the moldings are introduced into the receiving cavities and / or ejectable. This has the advantage that for receiving or removing the preforms, receiving plate and pin plate only a small piece must be moved laterally to each other, since then the supply or removal of the preforms takes place via the through holes.
  • the pin plate has gripper elements, wherein each receiving cavity or each pin is associated with a gripper element and the pin plate and the receiving plate are laterally movable between two positions relative to each other and in both positions towards and away from each other, so that in one position the post-treatment pins can be introduced into the receiving cavities and removed again, and in the other position with the aid of the gripper elements, the preforms can be removed from the receiving cavities.
  • a further preferred embodiment has a positioning device for positioning the first aftertreatment tool in at least one positioning direction, wherein the at least two aftertreatment tools are connected to each other, so that positioned with the positioning device for positioning the first aftertreatment tool at least one further aftertreatment tool by corresponding positioning of the first aftertreatment tool can be.
  • the location of the other post-treatment tools, in which previous groups of preforms are post-treated, is not significant.
  • each aftertreatment tool has an opening and closing device for moving the pin plate and the receiving plate between the open position and the post-treatment position.
  • the positioning direction and the opening and closing direction are aligned collinear with each other.
  • the at least two aftertreatment tools are arranged side by side in the positioning direction, wherein the receiving plate of a post-treatment tool is connected to the pin plate of another aftertreatment tool.
  • the opening and closing device of a post-treatment tool is actuated, this leads to the fact that the receiving plate and all other aftertreatment tools mounted thereon move relative to the pin plate and all other aftertreatment tools mounted thereon.
  • the positioning device may consist of a linear drive, preferably a servo motor.
  • the at least two aftertreatment tools can be arranged displaceably on rails.
  • the opening and closing device is a lifting device.
  • a pneumatic cylinder or an electric drive can be used.
  • only one opening and closing device can be provided.
  • the opening direction of all aftertreatment tools are aligned in the positioning direction, all aftertreatment tools are arranged next to each other in a row in the positioning direction, the positioning device is connected to the first aftertreatment tool of the series and the opening and closing device is connected to the last one Aftertreatment tool of the series is connected.
  • all the after-treatment tool have a locking device which prevents opening of the aftertreatment tool in the locked position. Depending on which Nachophilswerk- tool to be opened, then the locking device in question can be solved.
  • the opening and closing device when the opening and closing device is actuated, it "pulls" at one end of the row of aftertreatment tools while the positioning device "holds” the other end of the row. As a result, the unlocked aftertreatment tool will open. It is therefore - -
  • a guide element for guiding the molded article out of the aftertreatment tool which can be moved with the aftertreatment tool open between the receiving plate and the pin plate of the aftertreatment tool, can be provided.
  • the guide element ensures that the preforms are guided out of the aftertreatment tool during ejection.
  • the guide element may be a substantially U-shaped rail.
  • the removal of the preforms may still be accelerated by providing a source of pressurized air or a source of vacuum.
  • the guide element is provided on the device for transferring the preforms from the injection mold into the aftertreatment tools.
  • At least one receiving plate is at the same time designed as a pin plate.
  • this plate has both a group of receiving cavities and a group of post-treatment pins.
  • the group of receiving cavities belongs to a different aftertreatment tool than the group of post-treatment sticks.
  • the aftertreatment tools are arranged one behind the other in the opening direction, wherein preferably the aftertreatment pins and the receiving cavities of two adjacently arranged aftertreatment tools are displaced relative to each other by approximately half the distance between two adjacent receiving cavities of a receiving plate.
  • the at least two aftertreatment tools each additionally comprise a bottom plate with a group of bottom after-treatment devices, wherein the receiving cavities are open on both sides. If a preform is introduced into such a receiving cavity, the bottom of the preform is freely accessible due to the open end of the receiving cavity.
  • This can for example consist of a nozzle, with the cooling fluid can be directed to the bottom of the preform.
  • At least one plate at the same time bottom plate of a first aftertreatment tool, receiving plate of a second aftertreatment tool and pin plate of a third aftertreatment tool is particularly preferred. This multifunction can save material for the production of after-treatment tools.
  • the receiving plate has a supply for a cooling fluid, wherein the supply of cooling fluid is arranged such that cooling fluid can be passed into each receiving cavity.
  • the receiving cavities have two open sides and the supply of cooling fluid is arranged such that the cooling fluid divides and leaves the receiving cavity on both sides open.
  • the cooling fluid flow is thus divided and serves to cool different portions of the preform.
  • the supply of cooling fluid to a swirl element which is designed such that it imparts a circular rotational movement of the cooling fluid.
  • the cooling fluid not only flows past the preform in the longitudinal direction of the preform, but flows around the preform in a helical path.
  • the swirl element may for example be a sleeve with a plurality of slots arranged in the longitudinal direction, wherein the slots are inclined in a sectional view perpendicular to the sleeve axis to the radial direction.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a first embodiment of the system according to the invention
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a second embodiment of the system according to the invention, - -
  • FIGS. 10 to 18 show several steps of a fourth embodiment of the invention
  • FIG. 19 to FIG. 22 show several working steps of a fifth embodiment
  • FIG. 23 to FIG. 31 show several working steps of a sixth embodiment
  • FIGS. 32 to 34 show several working steps of a seventh embodiment
  • Fig. 35 is a sectional view of a post-treatment pen of the seventh embodiment
  • Fig. 36 is a sectional view showing a receiving cavity and a bottom post-treatment device of the seventh embodiment
  • FIG. 37 is a side view and a side view from above of the swirl element of the seventh embodiment, and a schematic representation of the cooling fluid flow
  • FIG. 38 is a sectional view through a part of a post-treatment tool with schematically illustrated cooling fluid flow.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of a system according to the invention for the after-treatment of preforms 7 produced in an injection mold 9.
  • the mold 9 is shown here only schematically.
  • the aftertreatment system according to the invention here consists of four aftertreatment tools, each consisting of a receiving plate 4, 4 ', 4 ", 4'” and a pin plate 6, 6 ', 6 ", 6'” exist.
  • the four aftertreatment tools are attached to a rotatable shaft 5, so that the four aftertreatment tools can be brought into four different positions by stepwise rotation of the shaft 5 by 90 °.
  • the position shown in Figure 1 above is the so-called readiness position.
  • the aftertreatment tool is ready to receive the preforms 7 provided by the injection mold 9.
  • the pin plate 6 is moved out with its post-treatment pins 3 from the corresponding receiving cavities 2 of the receiving plate 4. This opening movement takes place substantially perpendicular to the plate planes.
  • a gripper plate 1 can now enter into the opened injection mold 9, which grab on the outside of solidified preforms 7, these drive out of the injection mold 9 and transferred to the receiving plate 4 ready.
  • the receiving plate 4 moves now with the recorded preforms back to the left, so that the preforms or the receiving cavities 2 are arranged exactly opposite the post-treatment pins 3 of the pin plate 6. Now the pin plate 6 can be moved again perpendicular to the plane of the plate in the receiving cavities. In this state, the actual post-treatment of the preforms takes place. Now, while the next group of preforms is being made in the injection mold 9, the robot unit will rotate the shaft 5 so that another of the four aftertreatment tools consisting of pin plate 6 and receiving plate 4 will lie in the position shown in Figure 1 above.
  • the pegboard is moved from the mold to the open position, the receiving plate 4 again brought to the right in the transfer position so that it is ready for receiving the next group of preforms, while the previous group of preforms still remains in the corresponding aftertreatment tool ,
  • the take-up drawing train with the first group of preforms 7 comes to rest sometime in the position shown in FIG.
  • the individual receiving cavities 2 are now arranged so that their open end points down.
  • the pin plate 6 can be moved out of the receiving plate 4", the receiving plate 4 "to the right side to the pin plate 6" to be moved, the preforms 7 are still in the receiving cavities of the receiving plate 4 "and possibly with the help of corresponding holding devices or for example by means of vacuum in the cavities are held until the receiving plate 4 "has arrived in the position shown in dashed lines in Figure 1. Then the holding device is released, or instead of compressed air compressed air is now applied to the receiving cavities, so that the preforms 7 can fall out of the receiving plate 4 "due to their own weight.
  • the rotation of the shaft does not always have to be done by 90 °. Rather, the rotation can also take place by multiples of 90 °, preferably in such a way that, after the shaft has been rotated three times, the receiving tool initially arranged in the ready position is arranged in the removal position.
  • each receiving plate is assigned exactly one pin plate whose post-treatment pins remain within the receiving cavities of the receiving plate during the entire after-treatment process.
  • FIG. 2 shows a second embodiment of the after-treatment system according to the invention.
  • the injection mold 9 can only be seen schematically.
  • the injection mold 9 is here a horizontal tool, i. the two halves of the injection mold open in the horizontal direction, which in FIG. 2 is marked Z-direction (a coordinate system is shown in the figure), so that a part of the mold 9 moves towards or away from the observer, while the other part of the mold 9 is not moving.
  • the receiving plate 4 oriented in the direction of the viewer in FIG. 2 can be moved in with the receiving cavities 2.
  • the corresponding pin plate 6 is first moved perpendicular to the plane of the plate in the open position, so that the post-treatment pins 3 completely emerge from therackavitä- th 2 of the receiving plate 4. Then, a lateral movement of the receiving plate 4 in the x-direction in the opened injection mold 9 into it.
  • the receiving plate 4 is within the injection mold 9, the transfer of the already solidified on the outside preform 7 in the receiving cavities 2 of the receiving plate 4. Then the receiving plate 4 is again in the x-direction, this time to the left, moves.
  • the individual preforms 7 are now contained in the receiving cavities 2.
  • the receiving cavities 2 are again arranged opposite the post-treatment pins 3 of the associated pin plate 6, the pin plate 6 is moved in the direction of the receiving plate 4, so that the aftertreatment tool is closed.
  • the shaft 3 is rotated by 90 °, so that the next aftertreatment tool consisting of pin plate 6 and receiving plate 4 comes to rest in the corresponding standby position in order to receive the next group of preforms with the injection mold 9 open.
  • the pin plate 6 has a plurality of passage openings 8 which are arranged substantially adjacent to the aftertreatment pins 3.
  • the pin plate and / or the receiving plate 4 need not be removed to remove the preforms 7 2, the receiving plate 4 is moved in the x direction only to the point x ' , so that the preforms 7 are ejected through the through holes 8 of the pin plate 6 can.
  • FIG. 3 shows a third embodiment of the aftertreatment system according to the invention.
  • the aftertreatment system has a total of four after-treatment tools (I, - -
  • the four aftertreatment tools are positioned above each other like a shelf, and a robot unit (not shown) can move the entire assembly consisting of all four aftertreatment tools up and down, respectively, so that the desired aftertreatment tool can be brought into the appropriate standby position.
  • the second lowest post-treatment tool (III) is in the ready position.
  • the corresponding pin plate 6 is moved with the individual post-treatment pins 3 upwards, so that the post-treatment pins 3 emerge from the receiving cavities 2 of the receiving plate 4.
  • the receiving plate 4 in the x direction i. are moved to the right in the open mold 9 in Figure 3.
  • the tool mold 9 is a so-called vertical system, i. the movable mold half moves in the vertical direction to open the mold.
  • the tool mold 9 has a plurality of cores 12, on which the preforms 7, which have already solidified on their outside, are held.
  • the preforms 7 are ejected from the cores of the mold 9 so that they land in the receiving cavities 2 of the receiving plate 4.
  • FIGS. 3 to 9 can also be used for a horizontal tool in which the injection mold opens in the horizontal direction. Then the recording tools would not be stacked, but arranged side by side. Looking at Figures 3 to 9 as views from above, they illustrate the arrangement for a horizontal tool.
  • the receiving plate 4 is moved back to its position relative to the corresponding pin plate 6.
  • the aftertreatment tool is now closed by the aftertreatment pins 3 are reinserted into the receiving cavities 2.
  • the mold 9 is closed to produce a next group of preforms.
  • the entire aftertreatment system is moved down (indicated by the large arrow) with the aid of the robot unit, so that the second uppermost aftertreatment tool (II) comes to the ready position.
  • the corresponding aftertreatment system opens, as indicated by the small arrow, so that the corresponding pin plate 6 'is moved out of the receiving plate 4'. This condition is shown in FIG.
  • the corresponding receiving plate 4 ' is moved a piece to the right, as also shown in Figure 6.
  • the pin plate 6 'of this embodiment has corresponding gripper elements 1 1, which are arranged next to the post-treatment pins 3.
  • the receiving plate 4 ' is displaced so far in the x-direction, ie parallel to the plane of the plate, so that the receiving cavities or the preforms held therein 7 come to rest relative to the corresponding gripper elements 1 1.
  • the pin plate 6 ' is again moved in the direction of the receiving plate 4', so that, as can be seen in Figure 7, the gripper elements 1 1 engage with the preforms 7 and hold them. in the - -
  • the pin plate 6 ' is then moved out of the receiving plate 4' again.
  • the mold 9 opens.
  • the preforms 7 are now held by the gripper elements 11 of the pin plate 6 ', so that the receiving plate 4' again has free receiving cavities 2.
  • the receiving plate 4 ' is now moved to the right again, as shown in Figure 8 by the arrow.
  • the gripper elements can grip, for example, the preforms by means of vacuum.
  • the gripper elements could be formed as a cap, which are moved up to the opening of the preforms and applied with vacuum to grip the preforms.
  • the aftertreatment pins could be designed as gripper elements, so that they are connected to a vacuum source for removing the preforms.
  • FIG. 10 shows a further embodiment of an aftertreatment system according to the invention.
  • the receiving tool consists of a receiving plate 4 and a pin plate 6.
  • the receiving plate 4 can here by means of a drive 10 to the pin plate 6 to be moved away from her or.
  • the movement sequence of the individual plates will be described in this embodiment.
  • the aftertreatment tool is opened by the receiving plate 4 down, that is moved away from the pin plate 6, so that the individual pins 3 no longer engage in the receiving cavities 2.
  • the pin plate 6, the recesses 8 has, moved slightly to the right and that by about half the distance between the individual Nach aspectsstatten 3. This state is shown in Figure 1 1.
  • Now the receiving plate 4 is again moved in the direction of the pin plate 6. This position is shown in FIG. FIG.
  • FIG. 13 shows a gripper unit 1 which holds the individual preforms 7. With the aid of the gripper unit 1, the preforms are positioned above the receiving cavities 2 of the receiving plate 4. The gripper unit 1 then lets go of the preforms 7, so that these, as indicated by the dashed arrows, can fall into the receiving cavities 2. This condition is shown in FIG. In this embodiment, it can be seen that the individual preforms 7 are not completely immersed in the receiving cavities 2. This is because the receiving cavities 2 have a porous insert 1 1, through which a fluid, for. B. compressed air is supplied. It forms - -
  • the aftertreatment pins 3 are, as can be seen here, made in this embodiment of a porous material. Compressed air is supplied through the porous material, so that when, as has already been indicated by the arrows in FIG. 16, the receiving plate 4 is again moved in the direction of the pin plate 6, the preforms 7 due to the air cushion forming between the aftertreatment pin 3 and the preform be pressed completely contactless in the receiving cavity 2 substantially.
  • FIG 18 the entire aftertreatment system is shown. It will be seen that there are four after-treatment tools consisting of pin plates 6, 6 ', 6 ", 6'” and receiving plates 4, 4 ', 4 ", 4'” fixed to a rotating unit which is rotatable about the shaft 5 , With the aid of the rotation unit, the individual aftertreatment tools can be prefilled with preforms one after the other.
  • FIG. 19 schematically shows a top view of a fifth embodiment.
  • the aftertreatment system consists of several post-treatment tools (shown are four), each having a pin plate 6 and a receiving plate 4. All aftertreatment tools are arranged side by side, wherein always a receiving plate 4 is connected via connecting units 13 with a pin plate 6 of the adjacent aftertreatment tool.
  • An aftertreatment tool (in the illustrated example, the topmost aftertreatment tool) is connected to a linear drive 15. With the aid of the linear drive, the entire block can be moved out of all the after-treatment tools in one direction (in the illustrated example, in the horizontal direction).
  • the double arrow shown in dashed lines is intended to convey the line of movement of a transfer device with the aid of which the preforms are transferred from the injection mold into the after-treatment tools. Since the preforms are to be successively transferred to the respective aftertreatment tools, with the aid of the linear drive 15, the block of aftertreatment tools can be displaced such that the respective aftertreatment tool comes to rest directly in front of the line of movement of the transmission device. All aftertreatment tools are held on rails 14. - -
  • each aftertreatment tool has a lifting device 16, by means of which the respective after-treatment tool can be brought from the after-treatment position into the open position.
  • FIG. 19 the block of after-treatment tools has been displaced with the aid of the linear drive in such a way that the line of movement of the transfer device comes to rest before the second after-treatment tool (the second from the top in the figure).
  • the second aftertreatment tool With the help of the lifting device 16, the second aftertreatment tool can now be opened.
  • FIG. Now any preforms that may be present in the aftertreatment tool can be removed and a new set of preforms can be used.
  • the aftertreatment tool is then closed again and moved the block of aftertreatment tools with the help of the linear drive, that now the line of movement of the transfer device before the third aftertreatment tool (in the figure, the second from below) comes to rest. This situation is shown in FIG.
  • FIGS. 23 to 31 show a fifth embodiment. Again, a top view is shown again, i. the injection mold is a horizontal tool in which the tool opens by a horizontal relative movement of the tool parts to each other.
  • FIG. 23 again shows a block comprising four after-treatment tools, each with cavity plate 4 and pin plate 6.
  • the second after-treatment tool II is just opened and the preforms 7 are held on the pins 3 of the pin plate 6 (held, for example, by means of a vacuum device).
  • a gripper device 11 which here has a row of transfer cavities 18 and guide rails arranged therebetween, can be moved both into the opened tool mold 9 and into an opened after-treatment tool.
  • FIG. 24 shows a situation in which the gripper device 11 is located within the opened aftertreatment tool II.
  • the gripper device 1 1 is arranged such that the guide rails 17 are arranged directly opposite to the preforms 7 to be removed.
  • the preforms 7 can now, as shown in Figures 25 and 26, are repelled, for example by means of compressed air from the pins and fall along the guide rails 17. overall - -
  • the guide rail can still be acted upon with compressed air to ensure a rapid removal of the preforms 7 from the guide rails 17.
  • the gripper unit 11 is then moved out of the aftertreatment tool and into the opened tool mold 9, so that a new group of preforms 7 can be taken over into the transfer cavities 18, as shown in FIGS. 27 and 28.
  • the gripper unit 1 1 then moves back into the aftertreatment tool, this time the transfer cavities 18 come to rest against the pins ( Figure 29).
  • the preforms are transferred to the pins ( Figure 30) and the gripper unit 1 1 moves out of the aftertreatment tool, so that the tool can close and start the post-treatment in the aftertreatment tool ( Figure 31).
  • FIG. 32 shows a further embodiment of the system according to the invention. Shown here are a total of four aftertreatment tools 19-1, 19-2, 19-3 and 19-4. Each aftertreatment tool consists of a group of aftertreatment pins 3 and a group of Aufnahkkavticianen 2.
  • the four aftertreatment tools 19-1, 19-2, 19-3, 19-4 are arranged side by side in Figure 32.
  • the first post-treatment tool 19 - 1 has a pin plate 6 which carries a group of post-treatment pins 3.
  • the first after-treatment tool 19-1 is associated with a plate 20 which carries a group of receiving cavities 2.
  • the plate 20 additionally has a group of aftertreatment pins 3. This group of aftertreatment pins already belonged to the second aftertreatment tool 19-2.
  • the plate 20 is thus on the one hand part of the first post-treatment tool 19-1, since it provides the corresponding receiving cavities 2, and on the other hand part of the second Nach availabilityswerk- tool 19-2, since it provides the corresponding Nach accordinglysstatte 3.
  • the receiving cavities have two open ends in the embodiment shown here. One serves to supply the preform 7 to be post-treated. As can be clearly seen in the figure, the preform used projects slightly at the other end of the receiving cavity. Opposite the bottom of the preform are bottom nozzles 25, through which a cooling fluid can be directed to the bottom portion of the preform 7.
  • the bottom nozzles 25 of the middle plate 21 thus together with the receiving cavity of the plate with the reference numeral 20 and the aftertreatment pin of the plate with the reference numeral 6, the first post-treatment tool 19-1.
  • the third plate shown in Figure 32 from the left thus provides bottom nozzles 25 for a first aftertreatment tool 19-1, receiving cavities for a second aftertreatment tool 19-2 and aftertreatment pins for a third aftertreatment tool 19-3.
  • the post-treatment pins are always arranged between the receiving cavities of the same plates.
  • the plate shown in Figure 32 at the right end with the reference numeral 22 has only bottom nozzles 25.
  • Each of the four aftertreatment tools 19-1, 19-2, 19-3, and 19-4 shown in the example serves to receive and post-process a set of preforms while the injection molding tool is already preparing the next set of preforms.
  • the function of the individual aftertreatment tools or the mutual placement and removal of the preforms is shown in FIGS. 33 and 34.
  • the first aftertreatment tool 19-1 may be opened by moving the plate with the aftertreatment pins relative to the plate with the receiving cavities.
  • a situation in which the first after-treatment tool 9-1 is opened is shown in FIG.
  • a gripper plate 23 with corresponding gripper elements 18 and optionally with guide rails 17 can now be inserted into the open aftertreatment tool 19-1.
  • the gripper elements 18 are used to feed preforms, while the guide rail 17 is used to remove the preforms, as already described in connection with the previous embodiments.
  • the first aftertreatment tool 19-1 is closed and the second aftertreatment tool 19-2 is opened.
  • the gripper plate 23 is now brought into a position so that the guide elements 17 come to rest against the post-treatment pins 3.
  • the preforms are removed and slide along the guide elements 17 out of the aftertreatment tool. This situation is shown in FIG.
  • all aftertreatment tools can be prefilled with preforms one after the other. If all aftertreatment tools are equipped, starting with the first aftertreatment tool, the aftertreated preforms are removed and replaced with a new set of preforms.
  • FIG. 35 shows, by way of example, a sectional view of an aftertreatment pin 3 which is fastened to the pin plate 6.
  • the aftertreatment pin 3 has an outer contour which corresponds approximately to the inner contour of the preform 7.
  • the post-treatment pin 3 is screwed to the pin plate 6, wherein the screw is covered by means of a cover 24. It can be clearly seen that in the embodiment shown here, the preform 7 does not touch the front side of the cover element 24. - -
  • FIG. 36 shows a sectional view of a receiving cavity 2.
  • the receiving cavity 2 is arranged in the receiving plate 21.
  • the receiving plate 21 has for this purpose a through hole, which has been extended on both sides in each case by a bore with a larger bore diameter.
  • a head sleeve 27 is inserted on one side.
  • a jacket sleeve 28 is inserted into the through hole.
  • the jacket sleeve 28 has, as can better be seen in FIG. 37, a jacket sleeve main part 29 and a swirl element 30.
  • the swirl element 30 has an outer diameter which is smaller than the jacket sleeve main part.
  • annular gap between the swirl element 30 on the one hand and receiving plate 21 on the other hand forms in the jacket hole inserted in the through hole of the receiving plate 21 in the region of the swirl element 30.
  • Exactly in this area 26 supplies for a cooling fluid 26 are provided in the receiving plate.
  • cooling fluid can be brought via the supply 26 in the annulus.
  • the swirl element 30 has a series of slots 31 through which the cooling fluid can penetrate into the receiving cavity.
  • the slots 31 are angled relative to the radial direction, so that the cooling fluid is caused due to the swirl element 30 in a circular movement, as indicated schematically in Figure 37 by arrows.
  • FIG. 36 additionally shows a floor nozzle 25 with the aid of which a cooling fluid can be applied to the bottom area of the preform.
  • the flow profile of the cooling fluid is shown schematically in FIG.
  • a section of a closed aftertreatment tool is shown in a sectional view.
  • the preform 7 sits on the aftertreatment pin 3, which is inserted within the receiving cavity 3.
  • the cooling fluid is supplied through the cooling fluid supply lines 26 on the one hand via the floor nozzle 25 and on the other hand via the receiving plate 4.
  • the preform essentially consists of three different sections which, in order to achieve optimum cooling, have to be acted upon to different degrees by cooling fluid. This is on the one hand, the bottom portion 35, further the thick-walled body portion 34 and the thin-walled threaded portion 33.
  • the supply of cooling fluid for the bottom portion 35 is controlled by means of the floor nozzle 25.
  • the thick-walled body portion 34 and the thin-walled threaded portion 33 are supplied with cooling fluid via the cooling fluid supply 26 of the receiving plate 4.
  • This cooling fluid first enters the annular space, which is formed between swirl element 30 on the one hand and receiving plate 4 on the other hand. There he enters through the angular slots 31 in the receiving cavity, ie he passes through the jacket sleeve 28 therethrough. Since the receiving cavity is open on both sides, divides the cooling fluid flow and exits in part in the head region of the preform 7 from the theorykavtician and to another part in the bottom region of the receiving cavity.
  • the cooling fluid Due to the swirl element, the cooling fluid is given a circular motion, so that it is guided in a kind of spiral movement around the preform.
  • the proportion of the cooling fluid which exits at the head area and the proportion of which exits at the bottom area can be adjusted by appropriate design of the flow resistance.
  • the flow resistance is essentially determined by the - -

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zur Nachbehandlung von in einer Spritzgießform hergestellten Vorformlingen (7), mit mindestens zwei Nachbehandlungswerkzeugen, die jeweils eine Aufnahmeplatte (4), die eine Gruppe von Aufnahmekavitäten (2) aufweist, und eine Stiftplatte (6), die eine Gruppe von Nachbehandlungsstiften (3) aufweist, aufweisen und einer Einrichtung zum Überführen der Vorformlinge (7) aus der Spritzgießform abwechselnd in die mindestens zwei Nachbehandlungswerkzeuge. Um ein Verfahren und ein System zur Nachbehandlung von in einer Spritzgießform hergestellten Vorformlingen bereitzustellen, das zum einen eine frühe Entnahme des Vorformlings aus dem Spritzgießwerkzeug erlaubt und zum anderen eine zuverlässige Nachbehandlung insbesondere des Inneren des Vorformlings nach der Entnahme aus der Spritzgießform erlaubt, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Nachbehandlungsstifte (3) während einer Zeitspanne, die länger als die Formstandzeit ist, in den Vorformlingen verbleiben.

Description

Verfahren und System zur Nachbehandlung von Vorformlingen
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Nachbehandlung von in einer Spritzgießform hergestellten Vorformlingen sowie ein System hierfür.
Das Spritzgießen ist eines der wichtigsten Verfahren zur Herstellung von Formungen bzw. Formteilen. Hierbei wird die im allgemeinen ursprünglich als Pulver oder Granulat vorliegende Formmasse erhitzt, plastifiziert und unter hohem Druck in ein entsprechendes Formwerkzeug gedrückt. Die Formmasse erstarrt in dem Formwerkzeug und wird anschließend dem geöffneten Werkzeug entnommen.
Handelsübliche PET-Flaschen werden im allgemeinen durch Streckblasformen eines Hohlkörper- Preforms bzw. Hohlkörpervorformlings hergestellt. Dabei wird der Hohlkörpervorformling in einem ersten Schritt mittels Spritzgießen erstellt. Das sich an den Spritzgießvorgang anschließende Streckblasformen kann entweder unmittelbar nach Herstellung des Hohlkörpervorformlings oder zu einem späteren Zeitpunkt erfolgen.
Bei der Herstellung der entsprechenden Spritzgießformen ist ein hoher Aufwand von Nöten, da die Spritzgießform einerseits für sehr hohe Drücke ausgelegt sein muß und andererseits auch entsprechend beheizte und/oder gekühlte Kanäle aufweisen muß.
Üblicherweise besteht ein Spritzgießwerkzeug zur Herstellung von PET-Vorformlingen aus einer Vielzahl, z. B. 96, Kavitäten, in die entsprechend ausgebildete Werkzeugkerne eingeführt werden. Bei geschlossenem Werkzeug, d.h., wenn der Kern in die entsprechende Kavität eingesetzt ist, wird zwischen dem Kern einerseits und der Kavität andererseits ein Raum, der sogenannte Formraum, gebildet. In diesem Raum wird dann der plastifizierte Kunststoff, z. B. PET, unter hohem Druck eingespritzt. Sobald der PET-Vorformling genügend abgekühlt ist, kann die Form geöffnet und der Vor- formling entnommen werden.
Um die Zykluszeiten, d.h. die Zeit von einem Spritzvorgang bis zu dem nächsten Spritzvorgang, zu reduzieren, ist es bereits üblich, den Preform zu einem sehr frühen Zeitpunkt aus der Form zu entnehmen, zu dem der Preform an seinen Außenflächen bereits fest ist, dessen innerer Bereich, die sogenannte Seele, jedoch noch flüssig ist. In diesem Zustand wird der Vorformling im allgemeinen in eine sogenannte Aufnahmeplatte übergeben, die aus einer Gruppe von Aufnahmekavitäten besteht. So ist es beispielsweise bei den sogenannten Vertikalwerkzeugen, d.h. denjenigen Spritzgießwerk- - -
zeugen, die sich durch eine vertikale Bewegung des einen Werkzeugteils gegenüber dem anderen öffnen, üblich, die Werkzeugform bereits nach z. B. 10 Sekunden zu öffnen, eine Aufnahmeplatte mit entsprechenden Aufnah mekavitäten in die Form einzufahren, die einzelnen Preforms in die Aufnah- mekavitäten mittels Schwerkraft hineinfallen zu lassen, die Aufnahmeplatte mit den Preforms aus dem Werkzeug herauszufahren, die Form wieder zu schließen und den nächsten Spritzgießvorgang zu beginnen. Während des nächsten Spritzgießvorgangs verbleiben die vorherigen Preforms in der Aufnahmekavität, die üblicherweise gekühlt wird.
Es sind auch Ausführungsformen bekannt, bei denen die einzelnen Preforms mittels einer Greifer- einheit aus der Form entnommen und in die außerhalb der Werkzeugform angeordnete Aufnahmeplatte übergeben werden.
Da der Vorformling zur Abkühlung in der Aufnahmekavität des Standes der Technik eine verhältnismäßig lange Zeit verweilen muß, so daß in der Regel bereits der nächste Vorformling aus dem Spritzgießwerkzeug entnommen werden kann, bevor der Vorformling in der Aufnahmekavität soweit abgekühlt ist, daß er ohne die Gefahr einer Beschädigung entnommen werden kann, ist es bereits üblich, Aufnahmeplatten zu verwenden, die mehrere Gruppen von Aufnahmekavitäten besitzen, wobei jede Gruppe so viele Aufnahmekavitäten aufweist, wie das Spritzgießwerkzeug Vorformlinge pro Spritzzyklus bereitstellt. Die einzelnen Aufnahmekavitätengruppen werden dann nacheinander mit Vorformlingen bestückt, so daß der einzelne Vorformling länger als einen Spritzgießzyklus in der Aufnahmekavität verbleiben kann.
Solche Aufnahmeplatten sind jedoch entsprechend groß und nur sehr aufwendig zu steuern.
Um die Zykluszeit weiter zu verkürzen, wurden in den letzten Jahren etliche Anstrengungen unternommen, den Preform bereits zu einem sehr frühen Zeitpunkt aus der Spritzgussform zu entnehmen. Da der Preform zu solch einem frühen Zeitpunkt noch relativ weich ist, werden höhere Anforderungen an die Nachbehandlung gestellt. So ist vereinzelt bereits vorgeschlagen worden, den in der Aufnahmekavität gehaltenen Vorformling zusätzlich mit einem Nachbehandlungsstift, der in den Vorformling eingebracht wird, zu kühlen bzw. nachzubehandeln. Bei den bekannten Vorrichtungen mit Nachbehandlungsstift, wird dieser jedoch nur kurzzeitig in den Vorformling eingetaucht.
Aus der WO 03/097326 ist bereits eine Vorrichtung zur Nachbehandlung von in einer Spritzgießform hergestellten Vorformlingen bekannt. Diese Maschine weist einen Werkzeugblock mit zwei unter- schiedlichen Gruppen von Werkzeugkernen auf. Weiterhin sind vier auf einem Würfel angeordnete Aufnahmeplatten vorgesehen sowie zwei Stiftplatten. Nachdem die Vorformlinge in der Spritzgießmaschine erstellt worden sind, wird diese geöffnet und der Werkzeugblock derart gedreht, daß die andere Gruppe von Werkzeugkernen mit den Werkzeugkavitäten zusammenarbeiten kann. Die mittels Spritzguss hergestellten Vorformlinge befinden sich nun auf den freien Werkzeugkernen. Von - -
dort werden sie nun in eine Aufnahmeplatte mit entsprechenden Aufnahmekavitäten übergeben. Der Aufnahmewürfel mit den einzelnen Aufnahmeplatten wird dann um 90° gedreht und eine Stiftplatte wird kurzzeitig in die Vorformlinge hineingefahren. Danach wird die Stiftplatte wieder herausgefahren und der Aufnahmewürfel um weitere 90° gedreht und eine andere Stiftplatte wird wieder in die Vor- formlinge hineingefahren.
Das häufige Herein- und Herausfahren von Nachbehandlungsstiften gewährleistet jedoch keine zuverlässige Nachbehandlung des Inneren der Vorformlinge.
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren und ein System zur Nachbehandlung von in einer Spritzgießform hergestellten Vorformlingen bereitzustellen, das zum einen eine frühe Entnahme des Vorformlings aus dem Spritzgießwerkzeug erlaubt und zum anderen eine zuverlässige Nachbehandlung insbesondere des Inneren des Vorformlings nach der Entnahme aus der Spritzgießform erlaubt.
Hinsichtlich des Verfahrens wird die genannte Aufgabe dadurch gelöst, daß der Vorformling aus der Spritzgießform in eine Aufnahmekavität überführt wird, deren innere Form im wesentlichen der äußeren Form des Vorformlings entspricht, und ein Nachbehandlungsstift, dessen äußere Form im wesentlichen der inneren Form des Preforms entspricht, in den Vorformling eingeführt wird und dort während eines Zeitintervalls verbleibt, das länger als die Zykluszeit der Spritzgießform ist. Wesentlich ist somit, daß die Nachbehandlung des Vorformlings in einer Aufnahmekavität erfolgt, in die ein entsprechender Nachbehandlungsstift eingeführt worden ist, wobei der Stift für eine geraume Zeit, die deutlich länger als die Formstandzeit der Spritzgießmaschine ist, in dem Vorformling verbleibt.
Die Aufnahmekavität kann entweder ein offenes und ein geschlossenes Ende oder zwei offene Enden aufweisen. Die Ausführungsform mit einem offenen und einem geschlossenen Ende hat den Vorteil, daß die Aufnahmekavität auch im Bodenbereich des Vorformlings dessen äußerer Form folgt.
Die Ausführungsform mit zwei offenen Enden erlaubt es, speziell angepaßte Kühlfluidströme innerhalb der Aufnahmekavität zu erzeugen.
Die Formstandzeit ist die Dauer der Zeitspanne zwischen dem Schließen und Öffnen des Werkzeugs. Mit anderen Worten ist die Formstandzeit die Zeit, während der das Werkzeug im geschlos- senen Zustand nicht bewegt wird. Die Zykluszeit, d.h. die Dauer der Zeitspanne zwischen Beginn des Spritzgießvorgangs für einen Vorformling und Beginn des Spritzgießvorgangs für einen nachfolgenden Vorformling, ist im allgemeinen etwas länger als die Formstandzeit. Die Zykluszeit setzt sich zusammen aus der Schließzeit, d.h. der Zeit, die die Spritzgießform benötigt um sich zu schließen, der Formstandzeit, der Öffnungszeit, d.h. der Zeit, die die Spritzgießform benötigt, um sich zu öff- - -
nen, und einer Pausenzeit zusammen. Die Pausenzeit wird im allgemeinen durch die Zeit bestimmt, die benötigt wird, den Vorformling aus der geöffneten Form zu entnehmen.
Bei Versuchen hat sich gezeigt, daß der Nachbehandlungsstift wenn möglich mindestens die dop- pelte Formstandzeit, vorzugsweise mindestens die dreifache Formstandzeit und besonders bevorzugt mindestens die vierfache Formstandzeit in dem Vorformling verbleibt.
In der Spritzgießtechnik werden häufig alle Bewegungsabläufe an der Zykluszeit orientiert. Daher ist in einer alternativen Ausführungsform des Verfahrens vorgesehen, daß der Nachbehandlungsstift mindestens die doppelte Zykluszeit, vorzugsweise mindestens die dreifache Zykluszeit und besonders bevorzugt mindestens die vierfache Zykluszeit in dem Vorformling verbleibt.
Weiterhin ist in einer besonders bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, daß der Vorformling mittels eines Fluids, vorzugsweise eines gasförmigen Fluids, das durch eine Öffnung vorzugsweise in der Nähe eines geschlossenen Endes der Aufnah mekavität in diese eingebracht wird, daran gehindert wird, mit der Innenfläche der Aufnahmekavität in Berührung zu treten. Bei der Übergabe des Vorformlings in die Aufnahmekavität ist unter Umständen der Vorformling noch derart weich, daß jede Berührung zwischen Vorformling einerseits und Innenfläche der Aufnahmekavität andererseits zu irreversiblen Verformungen bzw. Beschädigungen des Vorformlings führen würde. Daher wird mit Vorteil der Vorformling auf einem Luftpolster, das einen direkten Kontakt verhindert, gehalten. In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß durch eine Öffnung in dem Nachbehandlungsstift zumindest zeitweise ein Fluid, vorzugsweise ein gasförmiges Fluid, in den Vorformling eingebracht wird, wobei in einer besonders bevorzugten Ausführungsform das Fluid derart in den Vorformling eingebracht wird, daß der Vorformling durch das ausströmende Fluid und im wesentlichen ohne direkten Kontakt zwischen Nachbehandlungsstift und Vorformling weiter in die Aufnahmekavität hineingedrückt wird.
Es besteht somit ein Zustand, in dem der Vorformling im wesentlichen weder die Aufnahmekavität noch den Nachbehandlungsstift berührt, sondern lediglich auf den Luftpolstern, die von der Aufnah- mekavität einerseits und dem Nachbehandlungsstift andererseits bereitgestellt werden, gehalten wird. Zur endgültigen Formgebung des Vorformlings kann dann der Nachbehandlungsstift noch weiter in die Aufnahmekavität eingeführt werden, so daß, wenn für einen kurzen Moment die Fluidzu- führung durch die Aufnahmekavität abgestellt wird, die äußere Wand des Vorformlings an die Innenwand der Aufnahmekavität gedrückt wird. In gleicher Weise könnte auch eine Berührung zwi- sehen der Innenwand des Vorformlings und der äußeren Fläche des Nachbehandlungsstifts erfolgen. Versuche haben jedoch gezeigt, daß die besten Ergebnisse erzielt werden, wenn eine Berührung lediglich an der Aufnahmekavität, nicht jedoch am Nachbehandlungsstift erfolgt. - -
Alternativ dazu ist es auch möglich, den Nachbehandlungsstift derart zu dimensionieren, daß der Vorformling beim Abkühlen auf den Nachbehandlungsstift schrumpft. Dabei ist es zweckmäßig, wenn der Außendurchmesser des Aufnahmefingers im wesentlichen gleich dem Innendurchmesser des zu entnehmenden Formlings im abgekühlten Zustand ist. Auf diese Weise beeinflußt der Auf- nahmefinger die Schwindung des Materials beim Abkühlen nur geringfügig, und der Formung läßt sich nach dem Abkühlen mit verhältnismäßig geringer Kraft vom Aufnahmefinger abnehmen.
Außerdem ist es selbstverständlich möglich, den Vorformling zunächst auf einen Nachbehandlungsstift zu überführen, dessen äußere Form im wesentlichen der inneren Form des Vorformlings ent- spricht, und eine Aufnahmekavität vorzusehen, welche relativ zu dem Nachbehandlungsstift so bewegbar ist, daß sie den Nachbehandlungsfinger sowie den darauf angeordneten Vorformling umschließt. Dabei ist es zweckmäßig, wenn die Aufnahmekavität eine innere Wandung hat, die in etwa der äußeren Form des Vorformlings entspricht.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird eine Aufnahmekavität mit zwei offenen Enden verwendet. Kühlfluid wird derart in die Aufnahmekavität eingebracht, daß das Fluid an der Außenseite des Vorformlings entlang strömt und aus beiden Enden der Aufnahmekavität heraustritt. Dadurch ist eine sehr gezielte Abkühlung des Vorformlings zu verwirklichen.
Hinsichtlich des Systems wird die eingangs genannte Aufgabe gelöst durch ein System zur Nachbehandlung von in einer Spritzgießform hergestellten Vorformlingen, mit mindestens zwei Nachbehandlungswerkzeugen, die jeweils eine Aufnahmeplatte, die eine Gruppe von Aufnahmekavitäten aufweist, und eine Stiftplatte, die eine Gruppe von Nachbehandlungsstiften aufweist, aufweisen und einer Einrichtung zum Überführen der Vorformlinge aus der Spritzgießform abwechselnd in die min- destens zwei Nachbehandlungswerkzeuge, wobei die Stiftplatte und die Aufnahmeplatte jedes Nachbehandlungswerkzeuges relativ zueinander zwischen einer offenen Position, in der die Nachbehandlungsstifte außerhalb der Aufnahmekavitäten angeordnet sind, und einer Nachbehandlungsposition, in der die Nachbehandlungsstifte zumindest teilweise in den Aufnahmekavitäten angeordnet sind, hin und her bewegbar sind.
Im Gegensatz zum Stand der Technik ist somit nicht vorgesehen, daß eine Aufnahmeplatte nacheinander mit verschiedenen Stiftplatten zusammenwirkt, sondern jede Aufnahmeplatte hat ihre eigene Stiftplatte, mit der sie ausschließlich zusammenarbeitet. Die mindestens zwei Nachbehandlungswerkzeuge werden abwechselnd mit Vorformlingen bestückt.
Dadurch ist gewährleistet, daß die Stiftplatte über einen Zeitraum, der deutlich länger als die Zykluszeit des Spritzgießwerkzeuges ist, mit der Aufnahmeplatte zusammenwirkt, was eine effektive Nachbehandlung der Vorformlinge ermöglicht. - -
Weiterhin ist in einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, daß die Überführungseinrichtung eine Greiferplatte mit Greiferelementen ist für das Greifen der Vorformlinge in der Spritzgießform und das Transportieren der Vorformlinge zu dem Nachbehandlungswerkzeug. Mit anderen Worten fährt die Greiferplatte, sobald die Spritzgießform geöffnet wird, in diese ein und greift sich die Vor- formlinge und überführt sie aus der Spritzgießform abwechselnd in die einzelnen Nachbehandlungswerkzeuge.
Alternativ dazu kann auch die Aufnahmeplatte eines Nachbehandlungswerkzeuges in die geöffnete Werkzeugform eingefahren werden, wobei ein Auswurfsystem mit Auswurfelementen vorgesehen ist, mit denen die Vorformlinge aus der Spritzgießform gelöst und in die Aufnahmeplatte überführt werden können, so daß sie aufgrund der Schwerkraft übergeben werden können.
In einer weiteren alternativen Ausführungsform sind in der offenen Position des Nachbehandlungswerkzeuges Stiftplatte oder Aufnahmeplatte seitlich zwischen der offenen Position, in der die Stifte den Aufnahmekavitäten gegenüberstehen, und einer Übergabeposition, in denen die Stifte und die Aufnah mekavitäten sich nicht gegenüberstehen hin- und her bewegbar. Bei dieser Bewegung bleiben Stiftplatte und Aufnahmeplatte im wesentlichen parallel zueinander und verändern ihren Abstand nicht. Die Bewegung erfolgt im wesentlichen ausschließlich in seitlicher Richtung. Ist beispielsweise die Aufnahmeplatte seitlich bewegbar, so erfolgt die Bewegung innerhalb der Aufnah- meplattenebene. Mit anderen Worten kann in einem ersten Schritt das Nachbehandlungswerkzeug bestehend aus Aufnahmeplatte und zugeordneter Stiftplatte, in die geöffnete Position gebracht werden, indem beispielsweise die Stiftplatte relativ zu der Aufnahmeplatte in einer Richtung senkrecht zu den Plattenebenen bewegt wird. Sobald das Nachbehandlungswerkzeug in der geöffneten Position ist, kann beispielsweise die Aufnahmeplatte seitlich, d.h. ohne daß sich der Abstand zwischen Stiftplatte und Aufnahmeplatte verändert, neben die Stiftplatte bewegt werden, so daß eine Aufnahme der Vorformlinge oder eine Entnahme der Vorformlinge möglich ist.
Weiterhin ist in einer besonders bevorzugten Ausführungsform eine Robotereinheit vorgesehen, mit der jedes Nachbehandlungswerkzeug in eine Bereitschaftsstellung, in der das Behandlungswerk- zeug in die offene Position bringbar und mit den Vorformlingen bestückbar ist, und in eine Entnahmestellung, in der es in die offene Position bringbar und die Vorformlinge entnehmbar sind, bringbar ist.
Dabei kann die Robotereinheit beispielsweise derart ausgebildet sein, daß jedes Nachbehand- lungswerkzeug in eine Wartestellung bringbar ist. Mit anderen Worten gibt es mindestens drei Stellungen bzw. Positionen, in denen die einzelnen Nachbehandlungswerkzeuge durch die Robotereinheit gebracht werden können, die Bereitschaftsstellung, die Wartestellung und die Entnahmestellung. Während das Nachbehandlungswerkzeug in der Wartestellung ist, erfolgt die Nachbehandlung der Vorformlinge innerhalb des Werkzeuges. - -
Die Robotereinheit kann beispielsweise eine Rotationseinheit sein, die um eine Drehachse drehbar ist, wobei die Aufnahmeplatten an der Rotationseinheit befestigt sind, so daß sie durch Drehen der Rotationseinheit von der Bereitschaftsstellung in die Entnahmestellung bringbar sind. Dabei ist in einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, daß in der Entnahmestellung das entsprechende Nachbehandlungswerkzeug in die offene Position bringbar ist, wobei Aufnahmeplatte und Stiftplatte in der geöffneten Position relativ zueinander seitlich in eine Auswurfposition bewegbar sind, in der die Vorformlinge aus der Aufnahmeplatte ausgeworfen werden können. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform, sind in der Auswurfposition die offenen Enden der Aufnahmekavitäten derart angeordnet, daß die Vorformlinge aufgrund ihres Eigengewichtes aus den Aufnahmekavitäten auswerfbar sind.
Die Übergabeposition kann entweder innerhalb der Spritzgießform oder außerhalb der Spritzgießform angeordnet sein.
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform weist die Stiftplatte Durchgangsöffnungen auf, durch die die Formlinge in die Aufnahmekavitäten einbringbar und/oder auswerfbar sind. Dies hat den Vorteil, daß zum Aufnehmen bzw. Entnehmen der Vorformlinge, Aufnahmeplatte und Stiftplatte nur ein geringes Stück seitlich zueinander verschoben werden müssen, da dann die Zu- bzw. Entnahme der Vorformlinge über die Durchgangsöffnungen erfolgt.
In einer alternativen Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Stiftplatte Greiferelemente aufweist, wobei jeder Aufnahmekavität bzw. jedem Stift ein Greiferelement zugeordnet ist und die Stiftplatte und die Aufnahmeplatte relativ zueinander seitlich zwischen zwei Positionen bewegbar sind und in beiden Positionen aufeinander zu und voneinander wegbewegbar sind, so daß in der einen Position die Nachbehandlungsstifte in die Aufnahmekavitäten eingebracht und wieder entnommen werden können, und in der anderen Position mit Hilfe der Greiferelemente die Vorformlinge aus den Aufnahmekavitäten entnommen werden können.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform weist eine Positioniervorrichtung zur Positionierung des ersten Nachbehandlungswerkzeuges in mindestens einer Positionierungsrichtung auf, wobei die mindestens zwei Nachbehandlungswerkzeuge miteinander verbunden sind, so daß mit der Positioniervorrichtung zur Positionierung des ersten Nachbehandlungswerkzeug zumindest ein weiteres Nachbehandlungswerkzeug durch entsprechendes Positionieren des ersten Nachbehandlungswerk- zeugs positioniert werden kann.
Dadurch wird der Positioniermechanismus deutlich vereinfacht. Es ist nicht notwendig, jedem Nachbehandlungswerkzeug einen eigenen Positioniermechanismus zuzuordnen. Vielmehr bewegt der Positioniermechanismus alle Nachbehandlungswerkzeuge als Ganzes. Da immer nur ein Nachbe- - -
handlungswerkzeug mit einem weiteren Satz von nachzubehandelnden Vorformlingen bestückt wird, ist die Lage der anderen Nachbehandlungswerkzeuge, in denen vorherige Gruppen von Vorformlingen nachbehandelt werden, nicht von Bedeutung.
Weiterhin ist es von Vorteil, wenn jedes Nachbehandlungswerkzeug eine Öffnungs- und Schließvorrichtung zum Bewegen der Stiftplatte und der Aufnahmeplatte zwischen der offenen Position und der Nachbehandlungsposition aufweist.
Dabei ist in einer besonders bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, daß die Positionierungsrich- tung und die Öffnungs- und Schließrichtung kollinear zueinander ausgerichtet sind.
So ist es beispielsweise möglich, daß die mindestens zwei Nachbehandlungswerkzeuge in Positionierrichtung nebeneinander angeordnet sind, wobei die Aufnahmeplatte eines Nachbehandlungswerkzeuges mit der Stiftplatte eines anderen Nachbehandlungswerkzeuges verbunden ist. Wird nun die Öffnungs- und Schließvorrichtung eines Nachbehandlungswerkzeuges betätigt, so führt dies dazu, daß sich die Aufnahmeplatte und alle an dieser montierten weiteren Nachbehandlungswerkzeuge relativ zu der Stiftplatte und allen an dieser montierten weiteren Nachbehandlungswerkzeuge bewegt.
Beispielsweise kann die Positioniervorrichtung aus einem Linearantrieb vorzugsweise aus einem Servomotor bestehen. Die mindestens zwei Nachbehandlungswerkzeuge können auf Schienen verschiebbar angeordnet sein.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Öffnungs- und Schließvorrichtung eine Hubeinrichtung. Beispielsweise kann hier ein Pneumatikzylinder oder ein elektrischer Antrieb zum Einsatz kommen.
Alternativ dazu kann auch nur eine Öffnungs- und Schließvorrichtung vorgesehen sein. In diesem Fall ist es von Vorteil, wenn die Öffnungsrichtung aller Nachbehandlungswerkzeuge in Positionierungsrichtung ausgerichtet sind, alle Nachbehandlungswerkzeuge in Positionierungsrichtung neben- einander in einer Reihe angeordnet sind, die Positioniervorrichtung mit dem ersten Nachbehandlungswerkzeug der Reihe verbunden ist und die Öffnungs- und Schließvorrichtung mit dem letzten Nachbehandlungswerkzeug der Reihe verbunden ist. Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn alle Nachbehandlungswerkzeug eine Verriegelungseinrichtung aufweisen, die in der verriegelten Position ein Öffnen des Nachbehandlungswerkzeug verhindert. Je nachdem welches Nachbehandlungswerk- zeug geöffnet werden soll, kann dann die betreffende Verriegelungsvorrichtung gelöst werden. Wird nun die Öffnungs- und Schließvorrichtung betätigt, so „zieht" diese am einen Ende der Reihe der Nachbehandlungswerkzeuge, während die Positioniervorrichtung das andere Ende der Reihe „festhält". In der Folge wird sich das nicht entriegelte Nachbehandlungswerkzeug öffnen. Es ist daher - -
möglich, mit nur einer Positioniervorrichtung und nur einer Öffnungs- und Schließvorrichtung eine Vielzahl von Nachbehandlungswerkzeuge zu Positionieren und zu Öffnen.
Weiterhin kann ein Führungselement zum Führen des Formlings aus dem Nachbehandlungswerk- zeug, welches bei geöffnetem Nachbehandlungswerkzeug zwischen Aufnahmeplatte und Stiftplatte des Nachbehandlungswerkzeuges bewegt werden kann, vorgesehen sein. Das Führungselement stellt sicher, daß die Vorformlinge beim Auswerfen aus dem Nachbehandlungswerkzeug geführt werden.
Dabei kann das Führungselement eine im wesentlichen U-förmige Schiene sein. Gegebenenfalls kann das Abführen der Vorformlinge noch durch Bereitstellen einer Druckluftquelle oder einer Vakuumquelle beschleunigt werden.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das Führungselement an der Einrichtung zum Überführen der Vorformlinge aus der Spritzgießform in die Nachbehandlungswerkzeuge vorgesehen.
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform ist zumindest eine Aufnahmeplatte zugleich als Stiftplatte ausgebildet. Mit anderen Worten, weist dieser Platte sowohl eine Gruppe von Aufnahmekavitäten als auch eine Gruppe von Nachbehandlungsstiften auf. Dabei gehört die Gruppe von Aufnahmekavitäten zu einem anderen Nachbehandlungswerkzeug als die Gruppe von Nachbehandlungsstiften. Durch eine solche Ausführungsform kann bei der Herstellung der Nachbehandlungswerkzeuge Material und damit Gewicht eingespart werden.
Mit Vorteil sind die Nachbehandlungswerkzeuge in Öffnungsrichtung hintereinander angeordnet, wobei vorzugsweise die Nachbehandlungsstifte und die Aufnahmekavitäten zweier benachbart angeordneter Nachbehandlungswerkzeuge um etwa den halben Abstand zweier benachbarter Aufnahmekavitäten einer Aufnahmeplatte zueinander verschoben sind. Für den Fall, daß eine Platte vorgesehen ist, die sowohl Aufnahmekavitäten als auch Nachbehandlungsstifte aufweist, bedeutet dies, daß ein Nachbehandlungsstift in etwa in der Mitte zwischen zwei Aufnahmekavitäten angeordnet ist.
Weiterhin ist in einer besonders bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, daß die mindestens zwei Nachbehandlungswerkzeuge jeweils zusätzlich eine Bodenplatte mit einer Gruppe von Boden- nachbehandlungseinrichtungen aufweisen, wobei die Aufnahmekavitäten auf beiden Seiten offen sind. Wird in eine solche Aufnahmekavität ein Vorformling eingebracht, so ist aufgrund des offenen Endes der Aufnahmekavität der Boden des Vorformlings frei zugänglich. Um eine effektive Nachbehandlung auch des Bodens des Vorformlings zu gewährleisten, wird daher eine Bodennachbehand- - -
lungseinrichtung vorgesehen. Diese kann beispielsweise aus einer Düse bestehen, mit der Kühlfluid auf den Boden des Vorformlings gerichtet werden kann.
Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der zumindest eine Platte gleichzeitig Boden- platte eines ersten Nachbehandlungswerkzeuges, Aufnahmeplatte eines zweiten Nachbehandlungswerkzeuges und Stiftplatte eines dritten Nachbehandlungswerkzeuges ist. Durch diese Multifunktion kann Material für die Herstellung von Nachbehandlungswerkzeugen eingespart werden.
In einer anderen besonders bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Aufnahmeplatte eine Zuführung für ein Kühlfluid aufweist, wobei die Zuführung für Kühlfluid derart angeordnet ist, daß Kühlfluid in jede Aufnahmekavität geleitet werden kann.
Dabei ist in einer zweckmäßigen Ausführungsform vorgesehen, daß die Aufnahmekavitäten zwei offene Seiten haben und die Zuführung für Kühlfluid derart angeordnet ist, daß sich das Kühlfluid teilt und an beiden offenen Seiten die Aufnahmekavität verläßt. Der Kühlfluidstrom wird somit geteilt und dient zur Kühlung unterschiedlicher Abschnitte des Vorformlings. Durch geeignete Wahl der Strömungsquerschnitte, d.h. des Abstandes zwischen Aufnahmekavität einerseits und Vorformling andererseits kann die Menge an Kühlfluid, die für die Nachbehandlung verschiedener Abschnitte des Vorformlings vorgesehen ist, eingestellt werden. Durch diese erfindungsgemäße Maßnahme kann somit jeder Abschnitt des Vorformlings gezielt gekühlt bzw. nachbehandelt werden.
Dabei weist in einer besonders bevorzugten Ausführungsform die Zuführung für Kühlfluid ein Drallelement auf, welches derart ausgebildet ist, daß es dem Kühlfluid eine kreisförmige Drehbewegung versetzt. Dies hat zur Folge, daß das Kühlfluid nicht nur in Längsrichtung des Vorformlings an die- sem vorbeiströmt, sondern den Vorformling in einer schraubenförmigen Bahn umströmt.
Das Drallelement kann beispielsweise eine Hülse mit mehreren in Längsrichtung angeordneten Schlitzen sein, wobei die Schlitze in einer Schnittansicht senkrecht zur Hülsenachse zur Radialrichtung geneigt sind.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen sowie der dazugehörigen Figuren. Es zeigen
Figur 1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems,
Figur 2 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems, - -
Figur 3 bis Figur 9 verschiedene Verarbeitungsschritte einer dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems, Figur 10 bis Figur 18 mehrere Schritte einer vierten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Systems, Figur 19 bis Figur 22 mehrere Arbeitsschritte einer fünften Ausführungsform, Figur 23 bis Figur 31 mehrere Arbeitsschritte einer sechsten Ausführungsform, Figuren 32 bis 34 mehrere Arbeitsschritte einer siebten Ausführungsform,
Figur 35 eine Querschnittsansicht eines Nachbehandlungsstiftes der siebten Ausführungsform, Figur 36 eine Schnittansicht durch eine Aufnahmekavität und einer Bodennachbehandlungseinrichtung der siebten Ausführungsform,
Figur 37 eine Seitenansicht sowie eine Seite von oben auf das Drallelement der siebten Ausführungsform sowie eine schematische Darstellung des Kühl- fluidstroms und Figur 38 eine Schnittansicht durch einen Teil eines Nachbehandlungswerkzeuges mit schematisch dargestelltem Kühlfluidstrom.
In Figur 1 ist eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Systems zur Nachbehandlung von in einer Spritzgießform 9 hergestellten Vorformlingen 7 gezeigt. Die Form 9 ist hier nur schema- tisch dargestellt.
Das erfindungsgemäße Nachbehandlungssystem besteht hier aus vier Nachbehandlungswerkzeugen, die jeweils aus einer Aufnahmeplatte 4, 4', 4", 4'" und einer Stiftplatte 6, 6', 6", 6'" bestehen. Die vier Nachbehandlungswerkzeuge sind an einer drehbaren Welle 5 befestigt, so daß die vier Nachbehandlungswerkzeuge durch schrittweises Drehen der Welle 5 um 90° in vier verschiedene Positionen gebracht werden können.
Die in Figur 1 oben gezeigte Position ist die sogenannte Bereitschaftsstellung. Hier ist das Nachbehandlungswerkzeug bereit, die von der Spritzgießform 9 bereitgestellten Vorformlinge 7 aufzuneh- men. Zum Aufnehmen wird zunächst das Nachbehandlungswerkzeug in die offene Position gebracht, d.h. die Stiftplatte 6 wird mit ihren Nachbehandlungsstiften 3 aus den entsprechenden Auf- nahmekavitäten 2 der Aufnahmeplatte 4 herausgefahren. Diese Öffnungsbewegung erfolgt im wesentlichen senkrecht zu den Plattenebenen. Dann kann die Aufnahmeplatte 4 mit den einzelnen Aufnah mekavitäten 2 seitlich, d.h. parallel zu den Plattenebenen in Richtung der Spritzgießform 9 bewegt werden. In dieser Position kann nun eine Greiferplatte 1 in die geöffnete Spritzgießform 9 einfahren, die an ihrer Außenseite erstarrten Vorformlinge 7 greifen, diese aus der Spritzgießform 9 herausfahren und in die bereitstehende Aufnahmeplatte 4 übergeben. - -
Die Aufnahmeplatte 4 fährt nun mit den aufgenommenen Preforms wieder nach links, so daß die Preforms bzw. die Aufnahmekavitäten 2 exakt gegenüber den Nachbehandlungsstiften 3 der Stiftplatte 6 angeordnet sind. Nun kann die Stiftplatte 6 wieder senkrecht zu der Plattenebene in die Aufnahmekavitäten hineinbewegt werden. In diesem Zustand erfolgt die eigentliche Nachbehandlung der Vorformlinge. Während nun in der Spritzgießform 9 die nächste Gruppe von Vorformlingen erstellt wird, wird die Robotereinheit die Welle 5 drehen, so daß ein anderes der vier Nachbehandlungswerkzeuge bestehend aus Stiftplatte 6 und Aufnahmeplatte 4 in der in Figur 1 oben gezeigten Position zu liegen kommt.
Auch hier wird die Stiftplatte aus der Form in die offene Position gefahren, die Aufnahmeplatte 4 wieder nach rechts in die Überführungsposition gebracht, so daß sie für die Aufnahme der nächsten Gruppe von Vorformlingen bereitsteht, während die vorherige Gruppe von Vorformlingen noch in dem entsprechenden Nachbehandlungswerkzeug verbleibt. Nach wiederholt erfolgter Übernahme der nächsten Gruppe von Vorformlingen und Einfahren der entsprechenden Stiftplatte in die Auf- nahmeplatte 4 und weiterdrehen der Welle 5, kommt das Aufnahmewerkzug mit der ersten Gruppe von Vorformlingen 7 irgendwann in der in Figur 1 unten gezeigten Position zu liegen. Die einzelnen Aufnahmekavitäten 2 sind nun so angeordnet, daß ihr offenes Ende nach unten zeigt. In dieser Position kann die Stiftplatte 6" aus der Aufnahmeplatte 4" herausgefahren werden, die Aufnahmeplatte 4" nach rechts seitlich zur Stiftplatte 6" verschoben werden, wobei sich die Vorformlinge 7 noch in den Aufnahmekavitäten der Aufnahmeplatte 4" befinden und ggf. mit Hilfe von entsprechenden Haltevorrichtungen oder beispielsweise mit Hilfe von Vakuum in den Kavitäten festgehalten werden, bis die Aufnahmeplatte 4" in der in Figur 1 gestrichelt dargestellten Position angekommen ist. Dann wird die Halteeinrichtung gelöst, bzw. statt Vakuum nun Druckluft an die Aufnahmekavitäten angelegt, so daß die Vorformlinge 7 aufgrund ihres Eigengewichts aus der Aufnahmeplatte 4" herausfallen kön- nen.
Die Drehung der Welle muß nicht immer um 90° erfolgen. Vielmehr kann das Drehen auch um Vielfache von 90° erfolgen und zwar vorzugsweise derart, daß nach dreimaligem Drehen der Welle das zunächst in der Bereitschaftsposition angeordnete Aufnahmewerkzeug in der Entnahmeposition angeordnet ist.
Es versteht sich, daß das Herausfahren der Aufnahmeplatte in seitlicher Richtung synchron zu dem seitlichen Herausfahren derjenigen Aufnahmeplatte erfolgen kann, die gerade in der Bereitschaftsstellung ist, so daß hierfür ein- und derselbe Antrieb verwendet werden kann.
Deutlich wird, daß bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform jeder Aufnahmeplatte genau eine Stiftplatte zugeordnet ist, deren Nachbehandlungsstifte während des gesamten Nachbehandlungsprozesses innerhalb der Aufnahmekavitäten der Aufnahmeplatte bleiben. - -
In Figur 2 ist eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Nachbehandlungssystems dargestellt. Auch hier ist die Spritzgießform 9 nur schematisch zu erkennen. Wie bei der ersten Ausführungsform sind hier insgesamt vier Nachbehandlungswerkzeuge bestehend aus Stiftplatten 6, 6' ,6", 6'" und Aufnahmeplatten 2, 2', 2", 2'". Erneut sind die vier Nachbehandlungswerkzeuge an einer drehbaren Welle 3 befestigt, die mit Hilfe einer Robotereinheit angetrieben wird. Im Unterschied zu der Ausführungsform von Figur 1 ist die Spritzgießform 9 hier ein Horizontalwerkzeug, d.h. die beiden Hälften der Spritzgießform öffnen sich in horizontaler Richtung, die in Figur 2 als Z-Richtung (zur Verdeutlichung ist in der Figur ein Koordinatenkreuz eingetragen) gekennzeichnet ist, so daß sich ein Teil der Form 9 auf den Betrachter zu oder von diesem bewegt, während sich der andere Teil der Form 9 nicht bewegt. In den sich durch den Öffnungsvorgang der Spritzgießform bildenden Spalt zwischen den Formkernen und den entsprechenden Kavitäten kann die in Figur 2 in Richtung des Betrachters ausgerichtete Aufnahmeplatte 4 mit den Aufnahmekavitäten 2 hineinbewegt werden. Dazu wird zunächst die entsprechenden Stiftplatte 6 senkrecht zu der Plattenebene in die geöffnete Position bewegt, so daß die Nachbehandlungsstifte 3 vollständig aus den Aufnahmekavitä- ten 2 der Aufnahmeplatte 4 heraustreten. Dann erfolgt eine seitliche Bewegung der Aufnahmeplatte 4 in x-Richtung in die geöffnete Spritzgießform 9 hinein.
Sobald die Aufnahmeplatte 4 innerhalb der Spritzgießform 9 ist, erfolgt die Übergabe der an der Außenseite bereits erstarrten Preforms 7 in die Aufnahmekavitäten 2 der Aufnahmeplatte 4. Dann wird die Aufnahmeplatte 4 wieder in x-Richtung, diesmal nach links, bewegt. Die einzelnen Preforms 7 sind nun in den Aufnahmekavitäten 2 enthalten. Sobald die Aufnahmekavitäten 2 wieder gegenüber den Nachbehandlungsstiften 3 der zugeordneten Stiftplatte 6 angeordnet sind, wird die Stiftplatte 6 in Richtung der Aufnahmeplatte 4 bewegt, so daß das Nachbehandlungswerkzeug geschlossen wird. Es erfolgt nun eine Drehung der Welle 3 um 90°, so daß das nächste Nachbehand- lungswerkzeug bestehend aus Stiftplatte 6 und Aufnahmeplatte 4 in der entsprechenden Bereitschaftsstellung zu liegen kommt, um die nächste Gruppe von Vorformlingen bei geöffnetem Spritzgießwerkzeug 9 entgegen zu nehmen. Während dessen erfolgt die Nachbehandlung der vorherigen Gruppe von Vorformlingen. Sobald die Welle 3 um insgesamt dreimal 90° gedreht worden ist, ist das erste Nachbehandlungswerkzeug in der in Figur 2 unten gezeigten Position angekommen. Man er- kennt hier, daß im Unterschied zu der Ausführungsform von Figur 1 die Stiftplatte 6" mehrere Durchgangsöffnungen 8 aufweist, die im wesentlichen neben den Nachbehandlungsstiften 3 angeordnet sind. Zur Entnahme der Vorformlinge 7 muß nun die Stiftplatte und/oder die Aufnahmeplatte 4 nicht vollständig herausbewegt werden, sondern nur ein kleines Stück, wie in Figur 2 unten dargestellt ist. Hier wird die Aufnahmeplatte 4 in x-Richtung lediglich bis zum dem Punkt x' bewegt, so daß die Vorformlinge 7 durch die Durchgangsöffnungen 8 der Stiftplatte 6 ausgeworfen werden können.
In Figur 3 ist eine dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Nachbehandlungssystems dargestellt. Auch hier weist das Nachbehandlungssystem insgesamt vier Nachbehandlungswerkzeuge (I, - -
II, III, IV) auf, die jeweils aus einer Stiftplatte 6 und einer Aufnahmeplatte 2 bestehen. Hier sind die vier Nachbehandlungswerkzeuge regalartig übereinander positioniert und ein Robotereinheit (nicht gezeigt) kann den gesamten Aufbau bestehend aus allen vier Nachbehandlungswerkzeugen nach oben bzw. unten bewegen, so daß das gewünschte Nachbehandlungswerkzeug in die entsprechen- de Bereitschaftsposition gebracht werden kann. In dem in Figur 3 dargestellten Zustand ist das zweitunterste Nachbehandlungswerkzeug (III) in der Bereitschaftsposition. In dieser Position wird die entsprechende Stiftplatte 6 mit den einzelnen Nachbehandlungsstiften 3 nach oben bewegt, so daß die Nachbehandlungsstifte 3 aus den Aufnahmekavitäten 2 der Aufnahmeplatte 4 heraustreten. Dann kann die Aufnahmeplatte 4 in x-Richtung, d.h. in Figur 3 nach rechts in die geöffnete Form 9 bewegt werden. Hier ist die Werkzeugform 9 wieder ein sogenanntes Vertikalsystem, d.h. die bewegliche Werkzeughälfte bewegt sich in vertikaler Richtung, um die Form zu öffnen. Die Werkzeugform 9 weist mehrere Kerne 12 auf, auf denen die an ihrer Außenseite bereits erstarrten Vorformlin- ge 7 gehalten werden. Sobald die Aufnahmeplatte 4 in der in Figur 3 gezeigten Position ist, werden die Vorformlinge 7 von den Kernen der Form 9 ausgeworfen, so daß sie in den Aufnahmekavitäten 2 der Aufnahmeplatte 4 landen. An dieser Stelle sei bemerkt, daß das in den Figuren 3 bis 9 gezeigte System auch für ein Horizontalwerkzeug, bei dem sich die Spritzgießform in horizontaler Richtung öffnet, verwendet werden kann. Dann müßten die Aufnahmewerkzeuge nicht übereinander, sondern nebeneinander angeordnet werden. Betrachtet man die Figuren 3 bis 9 als Ansichten von oben, so verdeutlichen sie die Anordnung für ein Horizontalwerkzeug.
Dann wird, wie in Figur 4 gezeigt ist, die Aufnahmeplatte 4 wieder an ihre Position gegenüber der entsprechenden Stiftplatte 6 bewegt. Das Nachbehandlungswerkzeug wird nun geschlossen, indem die Nachbehandlungsstifte 3 wieder in die Aufnahmekavitäten 2 eingeführt werden.
Im nächsten Schritt, der in Figur 5 gezeigt ist, ist die Form 9 geschlossen, um eine nächste Gruppe von Vorformlingen zu produzieren. Jetzt befinden sich in dem Nachbehandlungssystem in allen vier Nachbehandlungswerkzeugen entsprechende Vorformlinge. Das gesamte Nachbehandlungssystem wird mit Hilfe der Robotereinheit nach unten bewegt (durch den großen Pfeil angedeutet), so daß das zweitoberste Nachbehandlungswerkzeug (II) in die Bereitschaftsstellung kommt. Gleichzeitig öffnet sich das entsprechende Nachbehandlungssystem, wie durch den kleinen Pfeil angedeutet ist, so daß die entsprechende Stiftplatte 6' aus der Aufnahmeplatte 4' herausgefahren wird. Dieser Zustand ist in Figur 6 dargestellt. Als nächstes wird die entsprechende Aufnahmeplatte 4' ein Stück nach rechts verschoben, wie ebenfalls bereits in Figur 6 dargestellt ist. Deutlich zu erkennen ist, daß die Stiftplatte 6' dieser Ausführungsform entsprechende Greiferelemente 1 1 hat, die neben den Nachbehandlungsstiften 3 angeordnet sind. Die Aufnahmeplatte 4' wird soweit in x-Richtung, d.h. parallel zu der Plattenebene verschoben, so daß die Aufnahmekavitäten bzw. die darin gehaltenen Vorformlinge 7 gegenüber den entsprechenden Greiferelementen 1 1 zu liegen kommen. Jetzt wird die Stiftplatte 6' wieder in Richtung der Aufnahmeplatte 4' bewegt, so daß, wie in Figur 7 zu erkennen ist, die Greiferelemente 1 1 mit den Vorformlingen 7 in Eingriff treten und diese festhalten. Im - -
nächsten Schritt wird dann die Stiftplatte 6' wieder aus der Aufnahmeplatte 4' herausbewegt. Gleichzeitig öffnet sich, wie in Figur 8 gezeigt ist, die Form 9. Die Vorformlinge 7 werden jetzt von den Greiferelementen 1 1 der Stiftplatte 6' gehalten, so daß die Aufnahmeplatte 4' wieder freie Aufnah- mekavitäten 2 aufweist. Die Aufnahmeplatte 4' wird nun wieder nach rechts bewegt, wie in Figur 8 durch den Pfeil dargestellt ist. Die Greiferelemente können beispielsweise die Vorformlinge mit Hilfe von Vakuum greifen. So könnten die Greiferelemente als Kappe ausgebildet sein, die an die Öffnung der Vorformlinge herangefahren und mit Vakuum beaufschlagt werden, um die Vorformlinge zu greifen. Alternativ dazu könnten auch die Nachbehandlungsstifte als Greiferelemente ausgebildet sein, so daß diese zum Entnehmen der Vorformlinge mit einer Vakuumquelle verbunden werden.
In Figur 9 erfolgt bereits die Übergabe der nächsten Vorformlinge auf die Aufnahmeplatte 4', während dessen lassen die Greiferelemente 1 1 die Preforms 7 aufgrund ihrer Schwerkraft fallen, so daß diese der weiteren Verarbeitung zugeführt werden können.
Das beschriebene Verfahren wiederholt sich nun nacheinander für alle vier Nachbehandlungswerkzeuge. Es versteht sich, daß, obgleich bislang jeweils Ausführungsformen mit vier Nachbehandlungswerkzeugen beschrieben worden sind, daß auch Ausführungsformen mit einer anderen Anzahl von Nachbehandlungswerkzeugen verwendet werden können. Wesentlich ist lediglich, daß mindestens zwei Nachbehandlungswerkzeuge vorgesehen sind, so daß die Vorformlinge 7 über einen längeren Zeitraum, der deutlich größer ist als die Zykluszeit in der Spritzgießform 9, in diesen verbleiben können.
In Figur 10 ist eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Nachbehandlungssystems gezeigt. Auch hier besteht das Aufnahmewerkzeug aus einer Aufnahmeplatte 4 und einer Stiftplatte 6. Die Aufnahmeplatte 4 kann hier mit Hilfe eines Antriebs 10 auf die Stiftplatte 6 zu- bzw. von ihr wegbewegt werden. In den folgenden Figuren wird die Bewegungsabfolge der einzelnen Platten bei dieser Ausführungsform beschrieben. Zunächst wird das Nachbehandlungswerkzeug geöffnet, indem die Aufnahmeplatte 4 nach unten, d.h. von der Stiftplatte 6 wegbewegt wird, so daß die einzelnen Stifte 3 nicht mehr in die Aufnahmekavitäten 2 eingreifen. Dann wird die Stiftplatte 6, die Aus- nehmungen 8 aufweist, etwas nach rechts bewegt und zwar um etwa den halben Abstand zwischen den einzelnen Nachbehandlungsstiften 3. Dieser Zustand ist in Figur 1 1 dargestellt. Nun wird die Aufnahmeplatte 4 wieder in Richtung der Stiftplatte 6 bewegt. Diese Position ist in Figur 12 gezeigt. In Figur 13 ist nun eine Greifereinheit 1 dargestellt, die die einzelnen Vorformlinge 7 hält. Mit Hilfe der Greifereinheit 1 werden die Vorformlinge oberhalb der Aufnahmekavitäten 2 der Aufnahmeplatte 4 positioniert. Die Greifereinheit 1 läßt dann die Vorformlinge 7 los, so daß diese, wie durch die gestrichelten Pfeile angedeutet ist, in die Aufnahmekavitäten 2 hineinfallen können. Dieser Zustand ist in Figur 14 gezeigt. Bei dieser Ausführungsform ist zu erkennen, daß die einzelnen Preforms 7 nicht vollständig in die Aufnahmekavitäten 2 eintauchen. Dies liegt daran, daß die Aufnahmekavitäten 2 einen porösen Einsatz 1 1 aufweisen, durch den ein Fluid, z. B. Druckluft zugeführt wird. Es bildet - -
sich somit zwischen dem Vorformling 7 einerseits und der Aufnah mekavität 2 andererseits ein Luftpolster aus, so daß der Vorformling 7 die Aufnahmekavität 2 nicht berührt. Nun wird, wie in Figur 14 durch die Pfeile angedeutet ist, die Aufnahmeplatte 4 wieder von der Stiftplatte 6 wegbewegt.
Dieser Zustand ist in Figur 15 gezeigt. Nun wird die Stiftplatte 6 wieder nach links bewegt, bis die einzelnen Nachbehandlungsstifte 3 wieder direkt oberhalb der Aufnahmekavität 3 bzw. der darin befindlichen Vorformlinge 7 zu liegen kommt. Dieser Zustand ist in Figur 16 gezeigt. Die Nachbehandlungsstifte 3 sind, wie hier zu erkennen ist, bei dieser Ausführungsform aus einem porösen Material hergestellt. Durch das poröse Material wird Druckluft zugeführt, so daß, wenn, wie in Figur 16 bereits durch die Pfeile angedeutet worden ist, die Aufnahmeplatte 4 wieder in Richtung der Stiftplatte 6 bewegt wird, die Vorformlinge 7 aufgrund des sich zwischen Nachbehandlungsstift 3 und Vorformling ausbildenden Luftpolsters im wesentlichen berührungsfrei vollständig in die Aufnahmekavität 2 gedrückt werden. Dieser Zustand ist in Figur 17 gezeigt. In diesem Zustand verbleibt das Nachbehandlungswerkzeug für eine relativ lange Zeit, die deutlich länger ist als die Zykluszeit des Spritzgießwerkzeuges.
Schließlich ist in Figur 18 das gesamte Nachbehandlungssystem gezeigt. Man erkennt, daß vier Nachbehandlungswerkzeuge bestehend aus Stiftplatten 6, 6', 6", 6'" und Aufnahmeplatten 4, 4', 4", 4'" vorgesehen sind, die an einer Rotationseinheit befestigt sind, die um die Welle 5 drehbar ist. Mit Hilfe der Rotationseinheit können nacheinander die einzelnen Nachbehandlungswerkzeuge mit Vor- formlingen bestückt werden.
In Figur 19 ist schematisch eine Ansicht von oben auf eine fünfte Ausführungsform dargestellt. Hier besteht das Nachbehandlungssystem aus mehreren Nachbehandlungswerkzeugen (dargestellt sind vier), die jeweils eine Stiftplatte 6 und eine Aufnahmeplatte 4 aufweisen. Alle Nachbehandlungswerkzeuge sind nebeneinander angeordnet, wobei immer eine Aufnahmeplatte 4 über Verbindungseinheiten 13 mit einer Stiftplatte 6 des benachbarten Nachbehandlungswerkzeugs verbunden ist.
Ein Nachbehandlungswerkzeug (im dargestellten Beispiel das oberste Nachbehandlungswerkzeug) ist mit einem Linearantrieb 15 verbunden. Mit Hilfe des Linearantriebs kann der gesamte Block aus allen Nachbehandlungswerkzeugen in einer Richtung (im dargestellten Beispiel in horizontaler Richtung) bewegt werden. Der gestrichelt dargestellte Doppelpfeil soll die Bewegungslinie einer Überführungseinrichtung, mit deren Hilfe die Vorformlinge aus der Spritzgießform in die Nachbehandlungswerkzeuge übertragen wird. Da die Vorformlinge nacheinander in die jeweiligen Nachbehandlungs- Werkzeuge überführt werden sollen, kann mit Hilfe des Linearantriebes 15 der Block aus Nachbehandlungswerkzeugen derart verschoben werden, daß das betreffende Nachbehandlungswerkzeug direkt vor der Bewegungslinie der Übertragungseinrichtung zum Liegen kommt. Alle Nachbehandlungswerkzeuge sind auf schienen 14 gehalten. - -
Weiterhin weist jedes Nachbehandlungswerkzeug eine Hubeinrichtung 16 auf, mit deren Hilfe das jeweilige Nachbehandlungswerkzeug von der Nachbehandlungsposition in die geöffnete Position gebracht werden kann.
Der Bewegungsablauf wird nun schematisch anhand der Figuren 19 bis 22 beschrieben. In Figur 19 ist der Block aus Nachbehandlungswerkzeugen derart mit Hilfe des Linearantriebes verschoben worden, daß die Bewegungslinie der Überführungseinrichtung vor dem zweiten Nachbehandlungswerkzeug (in der Figur das zweite von oben) zu liegen kommt. Mit Hilfe der Hubeinrichtung 16 kann nun das zweite Nachbehandlungswerkzeug geöffnet werden. Dieser Zustand ist in Figur 20 darge- stellt. Nun können eventuell im Nachbehandlungswerkzeug vorhandene Preform entnommen und ein neuer Satz mit Preforms eingesetzt werden. Das Nachbehandlungswerkzeug wird dann wieder geschlossen und der Block aus Nachbehandlungswerkzeugen derart mit Hilfe des Linearantriebes verschoben, daß nun die Bewegungslinie der Überführungseinrichtung vor dem dritten Nachbehandlungswerkzeug (in der Figur das zweite von unten) zu liegen kommt. Diese Situation ist in Figur 21 dargestellt.
Schließlich ist in Figur 22 die Situation gezeigt, die sich nach Betätigung der entsprechenden Hubeinrichtung 16 zum Öffnen des dritten Nachbehandlungswerkzeugs ergibt.
In den Figuren 23 bis 31 ist eine fünfte Ausführungsform dargestellt. Auch hier ist wieder eine Ansicht von oben gezeigt, d.h. das Spritzgießwerkzeug ist ein Horizontalwerkzeug, bei dem sich das Werkzeug durch eine horizontale Relativbewegung der Werkzeugteile zueinander öffnet.
In Figur 23 ist wieder ein Block bestehend aus vier Nachbehandlungswerkzeugen jeweils mit Kavitä- tenplatte 4 und Stiftplatte 6. Das zweite Nachbehandlungswerkzeug Il ist gerade geöffnet und die Vorformlinge 7 sind (gehalten beispielsweise mit Hilfe einer Vakuumeinrichtung) an den Stiften 3 der Stiftplatte 6 angeordnet.
Eine Greifereinrichtung 1 1 , die hier eine Reihe von Übertragungskavitäten 18 sowie dazwischen angeordnete Führungsschienen aufweist, kann sowohl in die geöffnete Werkzeugform 9 als auch in ein geöffnetes Nachbehandlungswerkzeug bewegt werden.
In Figur 24 ist eine Situation gezeigt, in der sich die Greifereinrichtung 1 1 innerhalb des geöffneten Nachbehandlungswerkzeugs Il befindet. Die Greifereinrichtung 1 1 ist derart angeordnet, daß die Führungsschienen 17 direkt gegenüber den zu entnehmenden Vorformlingen 7 angeordnet sind.
Die Preforms 7 können nun, wie in den Figuren 25 und 26 dargestellt ist, beispielsweise mit Hilfe von Druckluft von den Stiften abgestoßen werden und fallen die Führungsschienen 17 entlang. Ge- - -
gebenenfalls kann die Führungsschiene noch mit Druckluft beaufschlagt werden, um eine zügige Entfernung der Preforms 7 aus den Führungsschienen 17 zu gewährleisten.
Die Greifereinheit 11 wird dann aus dem Nachbehandlungswerkzeug heraus- und in die geöffnete Werkzeugform 9 hineinbewegt, so daß eine neue Gruppe von Vorformlingen 7 in die Übertragungs- kavitäten 18 übernommen werden kann, wie in Figur 27 und 28 dargestellt.
Die Greifereinheit 1 1 fährt dann wieder in das Nachbehandlungswerkzeug, wobei diesmal die Über- tragungskavitäten 18 gegenüber den Stiften zu liegen kommen (Figur 29). Die Vorformlinge werden auf die Stifte übergeben (Figur 30) und die Greifereinheit 1 1 fährt aus dem Nachbehandlungswerkzeug, so daß sich das Werkzeug schließen kann und die Nachbehandlung im Nachbehandlungswerkzeug beginnen kann (Figur 31 ).
In Figur 32 ist eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems gezeigt. Dargestellt sind hier insgesamt vier Nachbehandlungswerkzeuge 19-1 , 19-2, 19-3 und 19-4. Jedes Nachbehandlungswerkzeug besteht aus einer Gruppe von Nachbehandlungsstiften 3 und einer Gruppe von Aufnah mekavitäten 2. Die vier Nachbehandlungswerkzeuge 19-1 , 19-2, 19-3, 19-4 sind in Figur 32 nebeneinander angeordnet. Das erste Nachbehandlungswerkzeug 19-1 weist eine Stiftplatte 6 auf, die eine Gruppe von Nachbehandlungsstiften 3 trägt. Weiterhin ist dem ersten Nachbehandlungs- Werkzeug 19-1 eine Platte 20 zugeordnet, die eine Gruppe von Aufnahmekavitäten 2 trägt. Die Platte 20 weist zusätzlich eine Gruppe von Nachbehandlungsstiften 3 auf. Diese Gruppe von Nachbehandlungsstiften gehörte bereits zum zweiten Nachbehandlungswerkzeug 19-2. Die Platte 20 ist somit einerseits Teil des ersten Nachbehandlungswerkzeuges 19-1 , da sie die entsprechenden Aufnahmekavitäten 2 zur Verfügung stellt, und andererseits Teil des zweiten Nachbehandlungswerk- zeuges 19-2, da sie die entsprechenden Nachbehandlungsstifte 3 zur Verfügung stellt.
Die sich in Figur 32 rechts anschließende Platte 21 hat sogar eine Dreifachfunktion, da sie zusätzlich zu den Aufnahmekavitäten 2 und den Nachbehandlungsstiften 3 noch eine Gruppe von Bodendüsen 25 aufweist. Die Aufnahmekavitäten haben in der hier gezeigten Ausführungsform zwei offe- ne Enden. Eines dient der Zuführung des nachzubehandelnden Vorformlings 7. Wie in der Figur deutlich zu erkennen ist, steht der eingesetzte Vorformling am anderen Ende der Aufnahmekavität etwas vor. Dem Boden des Vorformlings gegenüber sind Bodendüsen 25 angeordnet, durch die ein Kühlfluid auf den Bodenbereich des Vorformlings 7 gerichtet werden kann. Die Bodendüsen 25 der mittleren Platte 21 bilden somit zusammen mit der Aufnahmekavität der Platte mit der Bezugszahl 20 und dem Nachbehandlungsstift der Platte mit der Bezugszahl 6 das erste Nachbehandlungswerkzeug 19-1. Die in der Figur 32 von links aus gesehen an dritter Stelle gezeigte Platte stellt somit Bodendüsen 25 für ein erstes Nachbehandlungswerkzeug 19-1 , Aufnahmekavitäten für ein zweites Nachbehandlungswerkzeug 19-2 und Nachbehandlungsstifte für ein drittes Nachbehandlungswerkzeug 19-3 zur Verfügung. - -
Um Platz zu sparen, sind die Nachbehandlungsstifte immer zwischen den Aufnahmekavitäten derselben Platten angeordnet. Die in Figur 32 am rechten Ende dargestellte Platte mit der Bezugszahl 22 weist lediglich Bodendüsen 25 auf.
Jedes der im Beispiel gezeigten vier Nachbehandlungswerkzeuge 19-1 , 19-2, 19-3 und 19-4 dient dazu, einen Satz von Vorformlingen aufzunehmen und nachzubehandeln, während das Spritzgießwerkzeug bereits den nächsten Satz von Vorformlingen erstellt.
Die Funktion der einzelnen Nachbehandlungswerkzeuge bzw. die wechselseitige Bestückung und Entnahme der Vorformlinge ist in den Figuren 33 und 34 gezeigt. Das erste Nachbehandlungswerkzeug 19-1 kann geöffnet werden, indem sich die Platte mit den Nachbehandlungsstiften relativ zu der Platte mit den Aufnahmekavitäten bewegt. Eine Situation, in der das erste Nachbehandlungswerkzeug 9-1 geöffnet ist, ist in Figur 33 gezeigt. Hier kann nun eine Greiferplatte 23 mit entspre- chenden Greiferelementen 18 sowie gegebenenfalls mit Führungsschienen 17 in das offene Nachbehandlungswerkzeug 19-1 eingeschoben werden. Die Greiferelement 18 dienen der Zuführung von Vorformlingen, während die Führungsschiene 17 zur Entnahme der Vorformlinge verwendet wird, wie bereits im Zusammenhang mit den vorherigen Ausführungsformen beschrieben wurde.
Nachdem aus dem ersten Nachbehandlungswerkzeug die nachbehandelten Vorformlinge entfernt worden sind und der neue Satz von Vorformlingen auf den Nachbehandlungsstift aufgeschoben worden ist, wird das erste Nachbehandlungswerkzeug 19-1 geschlossen und das zweite Nachbehandlungswerkzeug 19-2 geöffnet. Die Greiferplatte 23 wird nun in eine Position gebracht, so daß die Führungselemente 17 gegenüber den Nachbehandlungsstiften 3 zu liegen kommen. Die Vor- formlinge werden entnommen und gleiten entlang der Führungselemente 17 aus dem Nachbehandlungswerkzeug. Diese Situation ist in Figur 34 dargestellt.
Auf die beschriebene Art und Weise können nacheinander alle Nachbehandlungswerkzeuge mit Vorformlingen bestückt werden. Sind alle Nachbehandlungswerkzeuge bestückt, so wird, beginnend mit dem ersten Nachbehandlungswerkzeug, die nachbehandelten Vorformlinge entnommen und durch einen neuen Satz von Vorformlingen ersetzt.
In Figur 35 ist beispielhaft eine Schnittansicht eines Nachbehandlungsstifts 3, der an der Stiftplatte 6 befestigt ist, dargestellt. Der Nachbehandlungsstift 3 hat eine Außenkontur, die in etwa der Innen- kontur des Vorformlings 7 entspricht. Der Nachbehandlungsstift 3 ist mit der Stiftplatte 6 verschraubt, wobei die Verschraubung mit Hilfe eines Abdeckelements 24 abgedeckt ist. Deutlich zu erkennen ist, daß bei der hier gezeigten Ausführungsform der Vorformling 7 stirnseitig das Abdeckelement 24 nicht berührt. - -
In Figur 36 ist eine Schnittansicht einer Aufnahmekavität 2 gezeigt. Die Aufnahmekavität 2 ist in der Aufnahmeplatte 21 angeordnet. Die Aufnahmeplatte 21 hat hierzu eine Durchgangsbohrung, die beidseitig jeweils durch eine Bohrung mit größerem Bohrdurchmesser erweitert worden ist. In die Durchgangsbohrung ist auf der einen Seite eine Kopfhülse 27 eingesetzt. Auf der anderen Seite ist in die Durchgangsbohrung eine Mantelhülse 28 eingeschoben. Die Mantelhülse 28 hat, wie in Figur 37 besser zu erkennen ist, ein Mantelhülsenhauptteil 29 und ein Drallelement 30. Das Drallelement 30 hat einen gegenüber dem Mantelhülsenhauptteil verringerten Außendurchmesser. Dies hat zur Folge, daß sich bei in die Durchgangsbohrung der Aufnahmeplatte 21 eingesetzter Mantelhülse im Bereich des Drallelements 30 ein ringförmiger Spalt zwischen Drallelement 30 einerseits und Auf- nahmeplatte 21 andererseits ausbildet. Genau in diesem Bereich sind in der Aufnahmeplatte 26 Zuführungen für ein Kühlfluid 26 vorgesehen. Somit kann Kühlfluid über die Zuführung 26 in den Ringraum gebracht werden. Das Drallelement 30 weist eine Reihe von Schlitzen 31 auf, durch die das Kühlfluid in die Aufnahmekavität eindringen kann.
Wie ebenfalls in Figur 37 zu erkennen, sind die Schlitze 31 gegenüber der Radialrichtung gewinkelt, so daß das Kühlfluid aufgrund des Drallelements 30 in eine kreisförmige Bewegung versetzt wird, wie in Figur 37 schematisch durch Pfeile angedeutet wird.
In Figur 36 ist zusätzlich eine Bodendüse 25 dargestellt, mit deren Hilfe der Bodenbereich des Vor- formlings mit einem Kühlfluid beaufschlagt werden kann. Der Strömungsverlauf des Kühlfluids ist in Figur 38 schematisch dargestellt. Hier ist in einer Schnittansicht ein Ausschnitt eines geschlossenen Nachbehandlungswerkzeugs gezeigt. Der Vorformling 7 sitzt auf dem Nachbehandlungsstift 3, welcher innerhalb der Aufnahmekavität 3 steckt. Das Kühlfluid wird durch die Kühlfluidzuführungen 26 einerseits über die Bodendüse 25 und andererseits über die Aufnahmeplatte 4 zugeführt. Der Vor- formling besteht im wesentlichen aus drei unterschiedlichen Abschnitten, die um eine optimale Kühlung zu erreichen, unterschiedlich stark mit Kühlfluid beaufschlagt werden müssen. Das ist zum einen der Bodenbereich 35, des weiteren der dickwandige Körperabschnitt 34 sowie der dünnwandige Gewindeabschnitt 33. Die Zuführung von Kühlfluid für den Bodenbereich 35 wird mit Hilfe der Bodendüse 25 gesteuert. Der dickwandige Körperabschnitt 34 sowie der dünnwandige Gewindeab- schnitt 33 werden über die Kühlfluidzuführung 26 der Aufnahmeplatte 4 mit Kühlfluid versorgt. Dieses Kühlfluid tritt zunächst in den Ringraum, der zwischen Drallelement 30 einerseits und Aufnahmeplatte 4 andererseits ausgebildet wird. Dort tritt er durch die winkelig ausgeführten Schlitze 31 in die Aufnahmekavität ein, d.h. er tritt durch die Mantelhülse 28 hindurch. Da die Aufnahmekavität beiderseits offen ist, teilt sich der Kühlfluidstrom und tritt zum Teil im Kopfbereich des Vorformlings 7 aus der Ausnahmekavität aus und zu einem anderen Teil im Bodenbereich aus der Aufnahmekavität aus. Aufgrund des Drallelements erhält das Kühlfluid eine kreisförmige Bewegung, so daß es in einer Art Spiralbewegung um den Vorformling geführt wird. Der Anteil des Kühlfluids, der am Kopfbereich austritt und der Anteil der am Bodenbereich austritt, kann durch entsprechende Ausbildung des Strömungswiderstands eingestellt werden. Der Strömungswiderstand wird im wesentlichen durch die - -
Größe des Spalts zwischen Vorformling 7 einerseits und umgebende Kopfhülse 27 bzw. Mantelhülse 28 bestimmt. Durch geeignete Wahl der Hülsen kann somit der Anteil des Kühlfluids genau eingestellt werden.
- -
Bezugszeichenliste:
1 Greiferplatte
2 Aufnahmekavität
3 Nachbehandlungsstift
4, 4', 4", 4'" Aufnahmeplatte
5 Welle
6, 6', 6", 6"' Stiftplatte
7 Vorformling
8 Ausnehmung
9 Werkzeugform
10 Antrieb
11 Greiferelemente
12 Kerne der Spritzgießform
13 Verbindungseinheit
14 Schiene
15 Linearantrieb
16 Hubvorrichtung
17 Führungsschiene
18 Ü bertragu ngskavität
19-1 bis 19-' \ Nachbehandlungswerkzeug
20 Doppelfunktionsplatte
21 Dreifachfunktionsplatte
22 Bodennachbehandlungsplatte
23 Greiferplatte
24 Abdeckelement
25 Bodendüse
26 Fluidzuführung
27 Kopfhülse
28 Mantelhülse
29 Mantelhülsenhauptteil
30 Drallelement
31 Schlitze
32 O-Ring
33 dünnwandiger Abschnitt
34 dickwandiger Abschnitt
35 Bodenabschnitt

Claims

- -P a t e n t a n s p r ü c h e
1. System zur Nachbehandlung von in einer Spritzgießform hergestellten Vorformlingen (7), mit mindestens zwei Nachbehandlungswerkzeugen, die jeweils eine Aufnahmeplatte (4), die ei- ne Gruppe von Aufnahmekavitäten (2) aufweist, und eine Stiftplatte (6), die eine Gruppe von
Nachbehandlungsstiften (3) aufweist, aufweisen und einer Einrichtung zum Überführen der Vorformlinge (7) aus der Spritzgießform abwechselnd in die mindestens zwei Nachbehandlungswerkzeuge, wobei die Stiftplatte (6) und die Aufnahmeplatte (4) jedes Nachbehandlungswerkzeuges rela- tiv zueinander zwischen einer offenen Position, in der die Nachbehandlungsstifte (3) außerhalb der Aufnahmekavitäten (2) angeordnet sind, und einer Nachbehandlungsposition, in der die Nachbehandlungsstifte (3) zumindest teilweise in den Aufnahmekavitäten (2) angeordnet sind, hin und her bewegbar sind.
2. System nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Überführungseinrichtung eine Greiferplatte (1 ) mit Greiferelementen (1 1 ) ist für das Greifen der Vorformlinge (7) in der Spritzgießform und das Transportieren der Vorformlinge (7) abwechselnd zu den mindestens zwei Nachbehandlungswerkzeugen.
3. System nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Überführungseinrichtung ein Auswurfsystem mit Auswurfelementen aufweist, mit denen die Vorformlinge (7) aus der Spritzgießform gelöst werden können, so daß sie aufgrund der Schwerkraft abwechselnd in die mindestens zwei Nachbehandlungswerkzeuge überführt werden können.
4. System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der offenen Position Stiftplatte (6) oder Aufnahmeplatte (4) seitlich zwischen der offenen Position, in der die Stifte den Aufnahmekavitäten (2) gegenüberstehen, und einer Übergabeposition, in denen die Stifte und die Aufnahmekavitäten (2) sich nicht gegenüberstehen, hin- und her bewegbar ist.
5. System nach einem der Ansprüche 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Robotereinheit vorgesehen ist, mit der jedes Nachbehandlungswerkzeug in eine Bereitschaftsstellung, in der das Nachbehandlungswerkzeug in die offene Position bringbar und mit den Vorformlingen (7) bestückbar ist, und in eine Entnahmestellung, in der das Nachbehandlungswerk- zeug in die geöffnete Position bringbar und die Vorformlinge (7) entnehmbar sind, bringbar ist.
6. System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Robotereinheit derart ausgebildet ist, daß jedes Nachbehandlungswerkzeug in eine Wartestellung bringbar ist. - -
7. System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Robotereinheit eine Rotationseinheit, die um eine Drehachse drehbar ist, aufweist, wobei die Aufnahmeplatten (4) an der Rotationseinheit befestigt sind, so daß sie durch Drehen der Rotationseinheit von der Bereit- Schaftsstellung in die Entnahmestellung bringbar sind.
8. System nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in der Entnahmestellung das Nachbehandlungswerkzeug in die offene Position bringbar ist, wobei Aufnahmeplatte (4) und Stiftplatte (6) in der offenen Position relativ zueinander seitlich in eine Aus- wurfposition bewegbar sind, in der die Vorformlinge (7) aus der Aufnahmeplatte (4) ausgeworfen werden können.
9. System nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in der Auswurfposition die Enden der Aufnahmekavitäten (2) derart angeordnet sind, daß die Vorformlinge (7) aufgrund ihres Eigengewichtes aus den Aufnahmekavitäten (2) auswerfbar sind.
10. System nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Übergabeposition außerhalb der Spritzgießform angeordnet ist.
1 1. System nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Übergabeposition innerhalb der Spritzgießform angeordnet ist.
12. System nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Stiftplatte (6) Durchgangsöffnungen aufweist, durch die die Vorformlinge (7) in die Aufnahmekavitäten (2) einbringbar und/oder auswerfbar sind.
13. System nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Stiftplatte (6) Greiferelemente (8) aufweist, wobei jeder Aufnahmekavität (2) der zugeordneten Aufnahmeplatte (4) ein Greiferelement zugeordnet ist und die Stiftplatte (6) und Aufnahmeplatte (4) re- lativ zueinander seitlich zwischen zwei Positionen bewegbar sind und in beiden Positionen aufeinander zu und voneinander weg bewegbar sind, so daß in der einen Position die Nachbehandlungsstifte (3) in die Aufnahmekavitäten (2) eingebracht und wieder entnommen werden können, und in der anderen Position mit Hilfe der Greiferelemente (8) die Vorformlinge (7) aus den Aufnahmekavitäten (2) entnommen werden können.
14. System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Positioniervorrichtung zur Positionierung des ersten Nachbehandlungswerkzeuges in mindestens einer Positionierungsrichtung vorgesehen ist, wobei die mindestens zwei Nachbehandlungswerkzeuge miteinander verbunden sind, so daß mit der Positioniervorrichtung zur Positionierung - -
des ersten Nachbehandlungswerkzeugs zumindest ein weiteres Nachbehandlungswerkzeug durch entsprechendes Positionieren des ersten Nachbehandlungswerkzeugs positioniert werden kann.
15. System nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Nachbehandlungswerkzeug eine Öffnungs- und Schließvorrichtung zum Bewegen der Stiftplatte (6) und der Aufnahmeplatte (4) zwischen der offenen Position und der Nachbehandlungsposition aufweist.
16. System nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Positionierungsrichtung und die Öffnungs- und Schließrichtung kollinear zueinander ausgerichtet sind.
17. System nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens zwei Nachbehandlungswerkzeuge in Positionierrichtung nebeneinander angeordnet sind, wobei die Aufnahmeplatte eines Nachbehandlungswerkzeuges mit der Stiftplatte eines ande- ren Nachbehandlungswerkzeuges verbunden ist.
18. System nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Positioniervorrichtung aus einem Linearantrieb vorzugsweise aus einem Servomotor besteht.
19. System nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens zwei Nachbehandlungswerkzeuge auf Schienen verschiebbar angeordnet sind.
20. System nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungsund Schließvorrichtung eine Hubeinrichtung ist.
21. System nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß ein Führungselement zum Führen des Formlings aus dem Nachbehandlungswerkzeug, welches bei geöffnetem Nachbehandlungswerkzeug zwischen Aufnahmeplatte und Stiftplatte des Nachbehandlungswerkzeuges bewegt werden kann, vorgesehen ist.
22. System nach Anspruch 21 , dadurch gekennzeichnet, daß das Führungselement eine im wesentlichen U-förmige Schiene ist.
23. System nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungselement an der Einrichtung zum Überführen der Vorformlinge aus der Spritzgießform in die
Nachbehandlungswerkzeuge vorgesehen ist.
24. System nach einem der Ansprüche 14 oder 16 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß nur eine Öffnungs- und Schließvorrichtung vorhanden ist. - -
25. System nach einem der Ansprüche 14 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein, vorzugsweise jedes Nachbehandlungswerkzeug eine Verriegelungsvorrichtung aufweist, welche in einer verriegelten Position ein Öffnen des entsprechenden Nachbehandlungs- Werkzeugs verhindert.
26. System nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachbehandlungswerkzeuge in Positionierungsrichtung nebeneinander in Reihe angeordnet sind, die Positioniervorrichtung an dem ersten Nachbehandlungswerkzeug der Reihe angreift und die Öffnungs- und Schließvorrichtung an dem letzten Nachbehandlungswerkzeug der Reihe angreift, so daß durch Betätigen der Positioniervorrichtung die Reihe von Nachbehandlungswerkzeugen positioniert werden kann und durch Entriegeln der Verriegelungsvorrichtung für ein Nachbehandlungswerkzeug und Verriegeln der Verriegelungsvorrichtung für alle anderen Nachbehandlungswerkzeuge der Reihe sowie Betätigen der Öffnungs- und Schließvorrichtung ein Nachbehandlungswerkzeug geöffnet werden kann.
27. System nach einem der Ansprüche 1 - 3, 5 - 6, 9 - 10 oder 15 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine Aufnahmeplatte zugleich als Stiftplatte ausgebildet ist.
28. System nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachbehandlungswerkzeuge in Öffnungsrichtung hintereinander angeordnet sind, wobei vorzugsweise die Nachbehandlungsstifte und die Aufnahmekavitäten zweier benachbart angeordneter Nachbehandlungswerkzeuge um etwa den halben Abstand zweier benachbarter Aufnahmekavitäten einer Aufnahmeplatte zu einander verschoben sind.
29. System nach einem der Ansprüche 1 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens zwei Nachbehandlungswerkzeuge jeweils zusätzlich eine Bodenplatte mit einer Gruppe von Bodennachbehandlungseinrichtungen aufweisen und die Aufnahmekavitäten auf beiden Seiten offen sind.
30. System nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodennachbehandlungseinrichtungen aus einer Düse bestehen, mit der Kühlfluid auf den Boden des Vorformling gerichtet werden kann.
31. System nach Anspruch 29 oder 30, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine Platte gleichzeitig Bodenplatte eines ersten Nachbehandlungswerkzeuges, Aufnahmeplatte eines zweiten Nachbehandlungswerkzeuges und Stiftplatte eines dritten Nachbehandlungswerkzeuges ist. - -
32. System nach einem der Ansprüche 1 bis 31 , dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmeplatte eine Zuführung für ein Kühlfluid aufweist, wobei die Zuführung für Kühlfluid derart angeordnet ist, daß Kühlfluid in jede Aufnahmekavität geleitet werden kann.
33. System nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmekavitäten zwei offene Seiten haben und daß die Zuführung für Kühlfluid derart angeordnet ist, daß sich das Kühlfluid teilt und an beiden offenen Seiten die Aufnahmekavität verläßt.
34. System nach einem der Ansprüche 32 oder 33, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführung für Kühlfluid ein Drallelement aufweist, welches derart ausgebildet ist, daß es dem Kühlfluid eine kreisförmige Drehbewegung versetzt.
35. System nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß das Drallelement eine Hülse mit mehreren in Längsrichtung angeordneten Schlitzen aufweist, wobei die Schlitze in einer Schnittansicht senkrecht zur Hülsenachse zur Radialrichtung geneigt sind.
36. Verfahren zur Nachbehandlung eines in einer Spritzgießform hergestellten Vorformlings (7), bei dem der Vorformling (7) aus der Spritzgießform in eine Aufnahmekavität (2) überführt wird, deren innere Form im wesentlichen der äußeren Form des Vorformlings (7) entspricht, dadurch gekennzeichnet, daß ein Nachbehandlungsstift (3), dessen äußere Form im wesentlichen der inneren Form des Preforms entspricht, in den Vorformling (7) eingeführt wird und dort während eines Zeitintervalls verbleibt, das länger als die Formstandzeit der Spritzgießform ist.
37. Verfahren nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß der Nachbehandlungsstift (3) während einer Zeitspanne, die länger als die Zykluszeit, vorzugsweise von der dreifachen und besonders bevorzugt von mindestens der vierfachen Zykluszeit 10 in dem Vorformling (7) verbleibt.
38. Verfahren nach einem der Ansprüche 36 bis 37, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorformling (7) mittels eines Fluids, vorzugsweise eines gasförmigen Fluids, das durch eine Öffnung vorzugsweise in der Nähe eines Endes der Aufnahmekavität (2) in diese eingebracht wird, daran gehindert wird, mit der Innenfläche der Aufnahmekavität (2) in Berührung zu treten.
39. Verfahren nach einem der Ansprüche 36 bis 38, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine Öffnung in dem Nachbehandlungsstift (3) zumindest zeitweise ein Fluid, vorzugsweise ein gasförmiges Fluid, in den Vorformling (7) eingebracht wird. - -
40. Verfahren nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, daß das Fluid derart in den Vorform- ling (7) eingebracht wird, daß der Vorformling (7) durch das ausströmende Fluid und im wesentlichen ohne direkten Kontakt zwischen Nachbehandlungsstift (3) und Vorformling (7) weiter in die Aufnahmekavität (2) hineingedrückt wird.
41. Verfahren nach einem der Ansprüche 36 bis 40, dadurch gekennzeichnet, daß eine Aufnahmekavität mit zwei offenen Enden verwendet wird und Fluid derart in die Aufnahmekavität eingebracht wird, daß das Fluid an der Außenseite des Vorformlings entlangströmt und aus beiden Enden der Aufnahmekavität heraustritt.
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