WO2009016019A1

WO2009016019A1 - Verfahren und vorrichtung für die herstellung und nachkühlung von hülsenförmigen spritzteilen

Info

Publication number: WO2009016019A1
Application number: PCT/EP2008/059066
Authority: WO
Inventors: Robert Weinmann; Placi Wenzin; Christian Savino
Original assignee: Netstal-Maschinen Ag
Priority date: 2007-07-31
Filing date: 2008-07-11
Publication date: 2009-02-05
Also published as: DE112008001598A5; DE202008018272U1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren für die Herstellung und Nachkühlung von hülsenförmigen Spritzteilen, insbesondere Preformen (10), mittels einer Spritzgiessmaschine mit einer Spritzseite sowie einer Formschlussseite, welche einen Entnahmegreifer (11), einen Transfergreifer (12) sowie einen Kühlblock (19) für die Nachkühlung sowie einen Abtransport (20) aufweist. Die Entnahme und mindestens die erste Phase der Nachkühlung der Preformen (10) erfolgt durch einen Entnahmegreifer (11), der an einer Aussenabstützung gehalten ist. Die Spritzteile (10) werden in dem Kühlblock (19) in Bezug auf die Anordnung in dem Transfergreifer (12) durch eine versetzte Reihenanordnung verdichtet angeordnet, sodass der Kühlblock (19) eine Menge Spritzteile (10) von mehreren Zyklen fassen kann. Der Transfergreifer (12) wird mit einer Bewegung längs zur Maschinenaxe gesteuert unter den Kühlblock (19) und dieser zur Anwahl der richtigen Reihen quer zur Maschinenaxe verfahren und positioniert.

Description

Verfahren und Vorrichtung für die Herstellung und Nachkühlung von hülsenförmigen

Spritzteilen

Die Erfindung betrifft Verfahren für die Herstellung und Nachkühlung von hülsenförmigen Spritzteilen, insbesondere Preformen, mittels einer Holmen- Spritzgiessmaschine mit einer Spritzseite sowie einer Formschlussseite, wobei die Spritzteile nach teilweiser Abkühlung in den Spritzformen mittels eines Entnahmegreifers aus den offenen Formen entnommen und über einen Transfergreifer einem Nachkühler bzw. Kühlblock und nach Fertigkühlung einem Abtransport übergeben werden, wobei der Kühlblock eine Menge Spritzteile von mehreren Zyklen fasst.

Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung für die Herstellung und Nachkühlung von hülsenförmigen Spritzteilen, insbesondere Preformen, mittels einer Holmen- Spritzgiessmaschine mit einer Spritzseite sowie einer Formschlussseite, welche einen Entnahmegreifer, einen Transfergreifer sowie einen Kühlblock für die Nachkühlung sowie einen Abtransport aufweist, wobei der Kühlblock ein Mehrfaches an Kühlpositionen aufweist in Bezug auf die pro Zyklus herstellbaren Spritzteile, wobei die Kühlpositionen in dem Kühlblock bevorzugt in versetzten Reihen angeordnet sind.

Bei der Herstellung von Spritzteilen ist für die erreichbare Zykluszeit die Kühlzeit in den Sphtzgiessformen ein wichtiger und bestimmender Faktor. Die Hauptkühlleistung findet noch in den Sphtzgiessformhälften statt. Beide Spritzgiessformhälften werden während dem Sphtzgiessprozess intensiv wassergekühlt, so dass die Temperatur noch in der Form von etwa 280° C wenigstens in den Randschichten bis auf etwa 70° bis 80° C gesenkt werden kann. 2/3 der Kühlleistung erfolgt dabei über den Kern, 1/3 über die Aussenkühlung der entsprechenden Spritzgiessformen. Es wird in den äusseren Schichten sehr rasch die sogenannte Glastemperatur von etwa 140° C durchfahren. Der eigentliche Spritzgiessvorgang bis zur Entnahme der Spritzteile konnte auf etwa 13 bis 15 Sekunden gesenkt werden mit optimalen Qualitäten in Bezug auf die noch halbstarren Spritzteile. Die Spritzteile müssen so stark verfestigt werden, dass diese mit relativ grossen Kräften von den Auswurfhilfen angefasst und ohne Deformationen bzw. Schäden einer Entnahmevorrichtung übergeben werden können. Die Entnahmevorrichtung weist eine den Spritzteilen angepasste Form auf, damit während der nachfolgenden Behandlung die Form der Spritzteile exakt erhalten bleibt. Die intensivere Wasserkühlung in den Sphtzgiessformhälften erfolgt physikalisch bedingt und in Bezug auf die enorme Wandstärke stark zeitverzögert, von aussen nach innen. Dies bedeutet, dass die 70° bis 80° C nicht einheitlich im ganzen Querschnitt erreicht werden. Die Folge ist, dass eine rasche Rückerwärmung, im Materialquerschnitt gesehen von innen nach aussen, erfolgt, sobald die intensive Kühlwirkung unterbrochen wird.

Der sogenannten Nachkühlung kommt aus zwei Gründen eine grosse Bedeutung zu: Erstens sollen jegliche Formänderungen bis zum formstabilen Lagerzustand aber auch Oberflächenschäden, etwa Druckstellen, usw., vermieden werden. Es muss zweitens verhindert werden, dass die Abkühlung im höheren Temperaturbereich zu langsam erfolgt und sich beispielsweise durch Rückerwärmung örtlich schädliche Kristallbildungen einstellen. Das Ziel ist ein gleichmässig amorpher Zustand im Material der vergossenen Form. Die Oberfläche der Spritzteile darf nicht mehr klebrig sein, weil sonst in den relativ grossen Kisten bzw. Abpackgebinden mit Tausenden von lose eingeschütteten Teilen an den Berührungspunkten Haftschäden entstehen können. Die Spritzteile dürfen auch bei leichter Rückerwärmung eine Oberflächentemperatur von 40° C nicht überschreiten. Für die Erreichung der gewünschten Qualität ist ein weiterer wichtiger Faktor die Behandlung und das Handling von der Entnahme aus den Formhälften bis zum Abwurf der Preformen aus dem Kühlblock.

Gemäss der EP 1 215 031 schlägt die Anmelderin vor, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung für das chargenweise Nachkühlen einer grosseren Zahl von einseitig mit einem Boden verschlossenen, hülsenförmigen Spritzteilen, welche nach dem Spritzvorgang den Spritzgiessformen entnommen und nachgekühlt werden, zu verbessern, wobei die Spritzteile in Wasserkühlrohre eines Nachkühlers bzw. Kühlblocks eingeschoben, wieder ausgestossen und von einem halbstarren Zustand beim Öffnen der Spritzgiessformhälften in einen formstabilen Lagerzustand gebracht und einem Weitertransport übergeben werden. Als Lösung wird vorgeschlagen, dass die Wasserkühl röhre des Nachkühlers in parallelen und versetzten Reihen angeordnet sind, wobei durch entsprechendes Querschieben und Längsschieben des Kühlblocks zwei oder mehrere Chargen von Spritzteilen von je einem Spritzgiesszyklus aufgenommen werden können.

Diese Lösung hat sich in der Praxis bewährt. Bei Gewährleistung einer optimalen Kühlwirkung konnte die Produktivität tatsächlich gesteigert werden. Das Versetzen der Reihen in dem Nachkühler gestattet, nicht nur drei, sondern vier Chargen eines Spritzgiesszyklus gleichzeitig nachzukühlen. In dem Nachkühler werden die Kühlpositionen verdichtet angeordnet. Der Preis für das verdichtete Anordnen der Kühlpositionen ist eine Bewegung des Nachkühlers in Richtung längs und quer zur Spritzgiessmaschine. Der Kühlblock ist relativ schwer, sodass ein rasches Bewegen erschwert wird. Ein weiterer Nachteil liegt bei dem Konzept gemäss der EP 1 215 031 in den grossen Bauabmessungen der Spritzgiessmaschine mit Nachkühler bzw. Kühlblock.

Der neuen Erfindung wurde nun die Aufgabe gestellt, nach Lösungen zu suchen, welche eine Trennung in Bezug auf Vibrationen der Elemente der Nachkühlung von den Elementen des Formschlusses erlauben und bevorzugt den Bewegungsaufwand für den Kühlblock und die Bauabmessungen reduzieren.

Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass die Entnahme und mindestens die erste Phase der Nachkühlung der Preformen durch einen Entnahmegreifer erfolgt, der an einer Aussenabstützung gehalten ist.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Transfergreifer mittels Nippeln die Spritzteile von der Entnahme aus dem Entnahmegreifer zu der Uebergabe an den Kühlblock in Maschinenlängsrichtung und der Kühlblock quer dazu für die Reihenanwahl bewegbar ist, wobei die Mittel für das Handling der Preformen in dem Nachkühlbereich vorzugsweise an einer Aussenabstützung gelagert sind.

Gemäss einem weiteren Ausgestaltungsgedanken der Vorrichtung wird der Bereich der Nachkühlung baugruppenartig ausgebildet und komplett am Formschluss bzw. Maschinenständer befestigt. Der Entnahmegreifer ist an einer vertikalen Säule mit einer Senkachse ausgebildet. Die Säule ist direkt am Formschluss bzw. Maschinenständer befestigt. Diese Lösung hat nicht nur die grossen Vorteile, die eine baugruppenartige Herstellung mit sich bringt, sondern gestattet ferner, die Spritzgiessmaschine als Ganzes in Teilen zu transportieren und erst beim Kunden definitiv zusammenzubauen. Dabei wird der Transfergreifer an einem Horizontalträger verfahrbar gelagert. Der Horizontalträger ist an der vertikalen Säule einerseits sowie an Teilen des Maschinenrahmens andererseits abgestützt. Die vertikale Säule ist mit dem Entnahmegreifer am Ständer und der festen Formplatte derart befestigt, dass er für den Transport montierbar und demontierbar ist. Gemäss diesem Konzept wird der Entnahmegreifer, der Transfergreifer sowie der Kühlblock als die Formplatten vertikal überragenden Teile montierbar bzw. demontierbar. Dies ermöglicht ferner, dass der Entnahmegreifer, der Transfergreifer, der Nachkühler sowie die Einrichtung für den Abtransport die gesamte Länge des Formschlusses nicht überragen.

Von den Erfindern ist erkannt worden, dass das Umstecken von Preformen von dem Entnahmegreifer zu dem Transfergreifer sowie von dem Transfergreifer zu den Kühlhülsen des Kühlblockes wesentlich erleichtert wird, wenn die drei Elemente an einer gemeinsamen Tragkonstruktion gelagert sind. Ferner ist erkannt worden, dass bei dem Konzept gemäss EP 1 215 031 die Längsbewegung des Kühlblockes über der Spritzgiessmaschine grosse bauliche Folgen hat. Der Kühlblock hat eine grosse Masse. Für eine rasche Bewegung über eine grossere Distanz in Längsrichtung wird eine beachtlich grosse Antriebskraft bzw. ein entsprechend grosser Antriebsmotor benötigt. Für eine genügende Stabilität war es erforderlich, das Fahrgestell, auf dem der Nachkühler ruhte, direkt auf das Maschinengestell abzustützen. Die gleichmässige Einleitung der Antriebskräfte bedingt ebenfalls grossere Aufwendungen. Die neue Erfindung gestattet, den Hauptteil der Bewegung für die Uebergabe der Preformen von dem Entnahmegreifer an den Nachkühler dem relativ leichten Transfergreifer zu übertragen. Der Transfergreifer macht nunmehr den ganzen Horizontaltransport in Längsrichtung der Maschine, wohingegen der Kühlblock die kurze Bewegung für die Anwahl der richtigen Reihen quer zur Maschinenaxe übernimmt. Der grosse Vorteil liegt zudem darin, dass für die Querbewegung des Kühlblockes ein Mehrfaches an Zeit zur Verfügung steht. Die Bewegung kann deshalb langsamer erfolgen. Es bleibt dafür fast eine ganze Zykluszeit.

Die neue Erfindung gestattet eine ganze Anzahl besonders vorteilhafter Ausgestaltungen. Es wird dazu auf die Ansprüche 2 bis 10, sowie 12 bis 24 Bezug genommen.

Gemäss einer ganz besonders vorteilhaften Ausgestaltung werden durch die koordinierte Bewegung des Kühlblockes und des Transfergreifers die noch heissen Spritzteile mittels an dem Transfergreifer angebrachter Nippel zu leeren Kühlhülsenpositionen positioniert und die Spritzteile durch Absenken des Kühlblocks eingeführt und dem Kühlblock übergeben. Bei der Absenk- und Anhebebewegung des Kühlblockes werden nur einige Zentimeter, also nur ein sehr kurzer Weg, benötigt. Diese Bewegung kann mit einfachen Mitteln, beispielsweise über vier kleine Pneumatikzylinder, sichergestellt werden. Gemäss einem weiteren Ausgestaltungsgedanken ist der Kühlblock über dem Formschluss querverschiebbar situiert, und die fertig gekühlten Spritzteile werden auf einen sich zwischen Formschluss und Kühlblock erstreckenden Abtransport abgeworfen. Der Einbau eines Abtransportes, beispielsweise in der Form eines Förderbandes, benötigt nur eine minimale Höhe, sodass dieses ohne Nachteile zwischen Formschluss und Kühlblock eingebaut werden kann. Das Förderband kann, wie in der Folge noch gezeigt wird, Teil einer Baugruppe des Kühlblockes sein. Die neue Erfindung gestattet, die Spritzgiessmaschine wesentlich kürzer zu bauen.

Gemäss einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung wird der Transfergreifer mit den Nippeln zyklisch gesteuert in eine vertikale Entnahmestellung geschwenkt und mittels einer horizontalen Verfahrbewegung in eine Übergabeposition bewegt. Vorteilhafterweise erfolgt die horizontale Verfahrbewegung des Transfergreifers über einen computergesteuerten Servomotor in sehr hoher Präzision. Der Transfergreifer fährt für jenen Zyklus in drei genau definierte Stellungen,

^■=> in eine Übergabestellung unter den Kühlblock, ■=> in eine Entnahmestelle im Entnahmebereich sowie

^■=> in eine Übergabeposition in Bezug auf die Spritzteile in den Kühlhülsen des Entnahmegreifers.

Die noch heissen Spritzteile werden mittels an dem Transfergreifer angebrachter Nippel aus den Kühlhülsen des Entnahmegreifers durch eine kurze horizontale Verfahrbewegung entnommen und nach Schwenken des Transfergreifers horizontal in den Übergabebereich bewegt.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlblock ein Mehrfaches an Kühlpositionen aufweist in Bezug auf die pro Zyklus herstellbaren Spritzteile, wobei die Kühlpositionen in versetzten Reihen angeordnet sind und der Transfergreifer die Spritzteile von der Entnahme zu der Uebergabe an den Kühlblock in Maschinenlängsrichtung und der Kühlblock quer dazu für die Anwahl der je freien Kühlpositionen bzw. der richtigen Reihen bewegt. Diese Lösung zeigt ein optimales Zusammenspiel bzw. Bewegungsspiel von Kühlblock und Transfergreifer für das Handling der Uebergabe der Preformen bei versetzten Reihen in den Kühlblock.

Vorrichtungsgemäss wird der Transfergreifer zyklisch gesteuert und ist horizontal zwischen einer Entnahmestellung zu einer Übergabeposition unter den Kühlblock bewegbar, wobei der Transfergreifer für eine Entnahmestellung zwischen einer horizontalen sowie einer vertikalen Stellung verschwenkbar ist. Der Transfergreifer weist Nippel auf, welche für die Übernahme der Spritzteile in der Entnahmestellung in eine Entnahmeposition bewegbar und in die Spritzteile einführbar sind.

Der Transfergreifer kann mit den Nippeln eine Hubeinrichtung aufweisen für die Uebergabe der Spritzteile an die Kühlhülsen des Kühlblockes. Je nach Länge der Preformen kann es notwendig sein, die Spritzteile zuerst mechanisch in die Kühlhülsen des Kühlblockes einzuschieben und dann mit Blasluft auf der Seite der Nippel und / oder mit Saugluft auf der Seite des Kühlblockes bis zum Anschlag des Spritzteilbodens einzuschieben bzw. einzusaugen.

Der Kühlblock ist nur quer zur Maschinenlängsachse verfahrbar, zum wahlweisen Anfahren an die Reihen mit freien Kühlpositionen in Bezug auf die Positionen der Nippel des Transfergreifers.

Gemäss einem weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsgedanken weist der Abtransport einen ersten Förderer zwischen dem Kühlblock und dem Formschluss auf sowie einen zweiten Förderer im Anschluss an den ersten Förderer, welcher den Formschluss überragt und an der Maschine befestigbar ist. Es ergeben sich damit für den Transport die geringstmöglichen Bauabmessungen für den Formschluss und die Entnahmeeinrichtungen sowie die ganze Nachkühlung mit exakt definierten Schnittstellen bzw. Fixationsstellen der Bauteile zueinander.

In der Folge wird die neue Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen mit weiteren Einzelheiten näher erläutert. Es zeigen:

die Figur 1 a schematisch eine ganze Spritzgiessmaschine mit Entnahme-,

Transfer- und Nachkühleinrichtungen für die Spritzteile des Standes der Technik; die Figuren 1 b und 1 c eine Nachkühleinrichtung des Standes der Technik mit verdichtet angeordneten Kühlpositionen in versetzten Reihen (1 b) sowie einen Ausschnitt (1 c) der Figur 1 b.

Die folgenden Figuren zeigen Beispiele für die Lösung gemäss der neuen Erfindung:

die Figur 2 schematisch eine Disposition gemäss der neuen Erfindung.

Dabei kommt deutlich der Unterschied zum Stand der Technik gemäss Figur 1 zum Ausdruck; die Figur 3 eine Disposition der Formschlussseite mit offenen Formhälften, einen Entnahmegreifer, einen Transfergreifer sowie einen

Kühlblock; die Figur 4 eine Situation mit dem Entnahmegreifer in ausgefahrener

Position und dem Transfergreifer in Warteposition; die Figuren 5a, 5b und 5c verschiedene Stellungen des Transfergreifers von der

Entnahme der Spritzteile bis zum horizontalen Verfahren der

Spritzteile in Richtung des Kühlblockes; die Figur 6 das Ende der Einfahrbewegung des Transfergreifers unter den

Kühlblock und die Bereitstellung der Spritzteile kurz vor der

Uebergabe an die Kühlhülsen des Kühlblockes; die Figur 7 den Abwurf der fertig gekühlten Spritzteile an einen Abtransport; die Figur 8a zeigt die Senkachse mit den daran vertikal heb- und senkbaren

Entnahmegreifer; die Figur 8b zeigt die Figur 8a von der gegenüberliegenden Seite gesehen; die Figur 9a zeigt die Transfer- und Kühleinheit von oben und seitlich gesehen; die Figur 9b zeigt die Antriebe des Transfergreifers; die Figur 10 eine Disposition für den ganzen Nachkühlbereich mit dem

Übergabebereich der Spritzteile von der Entnahme bis zur

Fertigkühlung in perspektivischer Darstellung; die Figur 11 den Entnahmegreifer mit Vertikalantrieb in ausgefahrener

Position mit dem Transfergreifer (schematisch).

Die Figuren 1 a, 1 b und 1 c zeigen als Stand der Technik gemäss EP 1 215 031 eine ganze Sphtzgiessmaschine für Preformen mit einem Maschinenbett 1 , auf dem eine feste Formaufspannplatte 2 und eine Spritzeinheit 3 gelagert sind. Eine feste Antriebsplatte 4 und eine bewegliche Formaufspannplatte 5 sind axial verschieblich auf dem Maschinenbett 1 abgestützt. Die feste Formaufspannplatte 2 und die Antriebsplatte 4 sind durch vier Holmen 6 miteinander verbunden, die die bewegliche Formaufspannplatte 5 durchsetzen. Zwischen der Antriebsplatte 4 und der beweglichen Formaufspannplatte 5 befindet sich eine Antriebseinheit 7 zur Erzeugung des Schliessdruckes. Die feste Formaufspannplatte 2 und die bewegliche Formaufspannplatte 5 tragen eine Formhälfte 8 und 9, in denen jeweils eine Vielzahl von Teilformen 8' und 9' angeordnet sind, die zusammen Kavitäten zur Erzeugung einer entsprechenden Zahl hülsenförmiger Spritzteile 10 bilden. Die Teilformen 8' sind als Dorne ausgebildet, an denen nach dem Öffnen der Formhälften 8 und 9 die hülsenförmigen Spritzteile 10 haften. Die Spritzteile 10 befinden sich zu diesem Zeitpunkt noch in einem halb erstarrten Zustand und sind mit unterbrochenen Linien angedeutet. Die gleichen Spritzteile 10 im fertig gekühlten Zustand sind in der Figur 1 a links oben dargestellt, wo sie gerade aus einer Nachkühleinrichtung 19 ausgeworfen werden. Die oberen Holmen 6 sind zum Zweck der besseren Darstellung der Einzelheiten zwischen den geöffneten Formhälften unterbrochen dargestellt. Die vier wichtigsten Handlinsphasen für die Spritzteile nach Abschluss des Sphtzgiessprozesses sind:

„A" ist die Entnahme der Spritzteile oder Preformen 10 aus den beiden Formhälften

8, 9. Die noch halbstarren hülsenförmigen Teile werden dabei von einer in den Raum zwischen den geöffneten Formhälften 8, 9 und in die Position „A" abgesenkten

Entnahmevorrichtung 11 aufgenommen und mit dieser in die Position „B" angehoben

(Aufnahmevorrichtung 11 ' in Figur 1 a).

„B" ist die Übergabestellung der Entnahmevorrichtung 11 mit den Preformen 10 an einen Transfergreifer 12.

„C" ist die Uebergabe der Preformen 10 von dem Transfergreifer 12 an eine

Nachkühleinrichtung bzw. einen Kühlblock 19.

„D" ist der Abwurf der abgekühlten und in einen formstabilen Zustand gebrachten

Preformen 10 aus der Nachkühleinrichtung 19 direkt auf ein Förderband.

Die Figur 1 a zeigt sozusagen Momentaufnahmen der vier Hauptschritte für das Handling. In der Position „B" werden die senkrecht übereinanderliegend angeordneten hülsenförmigen Spritzteile 10 von dem Transfergreifer 12 bzw. 12' übernommen und durch Verschwenken der Transfervorrichtung in Richtung des Pfeiles P in eine Position, horizontal nebeneinander stehend, gemäss Phase „C", gebracht. Der Transfergreifer 12 besteht aus einem um eine Achse 13 schwenkbaren Haltearm 14, der eine Halteplatte 15 trägt, zu der im Parallelabstand eine Trägerplatte 16 für Zentrierdorne 8" angeordnet ist. Die Trägerplatte 16 ist mittels zweier Hydraulikeinrichtungen 17 und 18 parallel zur Halteplatte 15 ausstellbar, so dass in der Position „B" die hülsenförmigen Spritzteile 10 aus der Entnahmevorrichtung 11 geholt und in der in die Position „C" geschwenkten Lage in die darüberliegende Nachkühleinrichtung 19 geschoben werden können. Die jeweilige Uebergabe erfolgt durch Vergrösserung des Abstandes zwischen der Halteplatte 15 und der Trägerplatte 16. Die noch halbstarren, hülsenförmigen Spritzteile 10 werden in der Nachkühleinrichtung 19 fertiggekühlt und danach, nach einer Verschiebung der Nachkühleinrichtung 19, in der Position „D" ausgestossen und auf ein Förderband 20 geworfen. Die grösste Temperaturabsenkung von etwa 280° C auf 80° C für die Spritzteile 10 geschieht noch innerhalb der geschlossenen Formen 8 und 9, wozu ein enormer Kühlwasserdurchsatz sichergestellt werden muss. Die Entnahmevorrichtung 11 ist (strichliert) in einer Warteposition, womit das Ende der Spritzphase angedeutet ist. Das Bezugszeichen 30 ist die Wasserkühlung mit entsprechenden Zu- bzw. Abführleitungen, welche zur Vereinfachung mit Pfeilen angedeutet sind und als bekannt vorausgesetzt werden. Die Bezugszeichen 31 / 32 bezeichnen die Luftseite, wobei 31 für Einblasen resp. Druckluftzufuhr und 32 für Vakuum resp. Luftabsaugen steht. In den Spritzgiessformen 8 und 9 findet während dem Spritzgiessvorgang eine reine Wasserkühlung statt. Bei der Entnahmevorrichtung 11 kommen sowohl Luft wie auch Wasser zum Einsatz. Beim Transfergreifer 12 besteht nur eine Lufteinwirkung. Bei der Nachkühleinrichtung 19 dagegen kommen wiederum Luft und Wasser zum Einsatz. Die Figur 1 a zeigt den Beginn der Entnahme der Preformen 10 aus den offenen Formhälften 8, 9. Nicht dargestellt sind die Hilfsmittel für das Abstossen der halbstarren Preformen 10 von den Teileformen 8'. Ein weiterer wichtiger Punkt ist das Handling in dem Bereich der Nachkühlvorrichtung 19. Die Nachkühlvorrichtung 19 kann während der Entnahmephase „A" gemäss Pfeil L horizontal (L) und quer (Q) verfahren werden, von einer Aufnahmeposition (in Figur 1a mit ausgezogenen Linien dargestellt) in eine Abwurfposition (strichliert dargestellt). Die Nachkühlvorrichtung 19 hat ein Mehrfaches an Fassungsvermögen gegenüber der Kavitätenzahl in den Spritzgiessformhälften. Der Abwurf der fertig gekühlten Preformen 10 kann beispielsweise erst nach zwei, drei oder mehr Spritzgiesszyklen erfolgen, so dass entsprechend die Nachkühlzeit verlängert wird. Für die Uebergabe der Preformen 10 von dem Transfergreifer 12 an die Nachkühleinrichtung 19 kann letztere zusätzlich gemäss Pfeil a querverschoben und in die passende Position gesetzt werden.

Ein wichtiges Ziel der Lösung gemäss EP 1 215 031 lag darin, die Nachkühlzeit von dem eigentlichen Maschinenzyklus bzw. dem Sphtzgiesszyklus, soweit erforderlich, unabhängig zu machen. Zu diesem Zweck weist die Nachkühleinrichtung 19 gemäss den Figuren 1 b und 1 c mehrere parallel angeordnete Reihen 1 , 2, 3, 4 auf. Beim gezeigten Beispiel befinden sich in einer Reihe jeweils 12 Kühlhülsen 200 für die Aufnahme je einer Preform. Die Kühlhülsen 200 können in Bezug auf die Verhältnisse in den Spritzgiessformteilungen sehr viel enger angeordnet werden. Es werden deshalb nicht nur mehrere parallele Reihen, sondern es wird zusätzlich eine Versetzung der Reihen vorgeschlagen, wie aus dem Schnitt der Figuren 1 b und 1 c mit den Massangaben x resp. y zum Ausdruck kommt. Dies bedeutet, dass für einen ersten Spritzgiesszyklus die Kühlrohre mit Nummern 1 , für einen zweiten Spritzgiesszyklus die Kühlrohre mit Nummern 2, usw., versehen werden. Sind beim Beispiel mit vier Parallel-Reihen auch alle Reihen mit Nr. 4 gefüllt, werden die Reihen mit Nr. 1 , wie beschrieben, als erste ausgestossen und auf das Förderband 20 abgeworfen. Der Rest folgt über die ganze Produktionszeit folgerichtig. Im gezeigten Beispiel entspricht die gesamte Nachkühlzeit etwa viermal der Spritzgiesszeit. Wichtig ist dabei, dass die Kühlkanäle 23 für die Wasserkühlung optimal angeordnet sind, damit die Wasserkühlung bei allen Kühlrohren möglichst einheitlich und bestmöglich wirkt. Andererseits müssen die Luftdruck- bzw. Unterdruckverhältnisse in der Nachkühleinrichtung reihenweise steuerbar sein, damit zu einem bestimmten Zeitpunkt alle Reihen 1 oder 2, usw. gleichzeitig aktiviert werden können.

Die Figur 2 zeigt schematisch ein Beispiel für die erfindungsgemässe Lösung. Es wird ein neues Zusammenspiel der Bewegungen des Kühlblockes 19 sowie des Transfergreifers 12 vorgeschlagen. In Kombination wird einerseits der Transfergreifer 12 mit einer Bewegung längs zur Maschinenaxe gesteuert unter den Kühlblock 19 und andererseits der Kühlblock 19 zur Anwahl der richtigen Reihen quer zur Maschinenaxe verfahren und positioniert.

Die Figur 3 zeigt nur noch die Formschlussseite, welche für den Formschlussantrieb einen Kniehebel 21 aufweist. Im Unterschied zum Stand der Technik gemäss EP 1 215 031 ist der Kühlblock 19 direkt über der Formschlussseite angeordnet bzw. übersteht die dem Kniehebel abgewandte Seite 25 der Antriebsstützplatte 4 nicht. Dies hat zur Folge, dass die gesamte Maschinenlänge durch den Kühlblock 19 nicht verlängert wird. Bevorzugt wird der Kniehebel 21 innerhalb der Antriebsstützplatte 4 sowie der beweglichen Formaufspannplatte 5 angeordnet. Damit baut die neue Lösung extrem kurz. Unter dem Kühlblock 19 ist eine Abwurfzone 22, welche nach unten durch einen Abtransport bzw. ein Förderband 24 begrenzt ist. Wie aus den Figuren 3 und 4 zu entnehmen ist, kann der Kühlblock 19 mit dem Förderband als Baugruppe 26 ausgebildet werden, welche direkt auf dem Maschinenständer 1 abgestützt werden kann. Die Luft- und Wasserversorgung für den Kühlblock 19 ist in einer Versorgungseinheit untergebracht. Der Kühlblock 19 ist über Schienen 33 quer in Richtung "a" verschiebbar (Figur 1 ). Die Figur 3 zeigt eine Situation, bei der die Entnahmevorrichtung 11 in die offenen Formhälften 8 und 9 abgesenkt ist. Dabei sind die Preformen 10 bereits der Entnahmevorrichtung 11 übergeben. Der Transfergreifer 12 steht in einer oberen, senkrechten Warteposition. Die Entnahmevorrichtung 11 ist an einer senkrechten Säule 35 geführt und wird von einem Antriebsmotor 37 sowie einem Zahnriemen 36 entsprechend der Steuervorgaben bewegt. Der Transfergreifer 12 hat zwei Bewegungsaxen 50, 51. Die horizontale Anthebsaxe 50 (Figur 8) bewegt den Transfergreifer 12 an einem Horizontalträger 38 und wird von diesem geführt und in einen Übergabebereich 41 gefahren (Figur 3).

In der Figur 4 ist die Entnahmevorrichtung 11 mit den Preformen 10 bereits aus den offenen Formhälften und in eine obere Übergabestellung hochgefahren. Der Transfergreifer 12 ist immer noch in einer Wartestellung und beginnt eine horizontale Bewegung (BH), bis die Nippel 39 in die je entsprechenden Preformen 10 eingefahren sind. Die horizontale Bewegung (BH) wird durch eine gesteuerte Bewegung durch die horizontale Axe 50 ausgeführt.

Die Figuren 5a, 5b und 5c zeigen die drei anschliessenden Folgeschritte. In der Figur 5a hat sich der Transfergreifer 12 mit den Nippeln 39 bereits verschoben. Die Nippel 39 sind in die Kühlhülsen 40 bzw. die Preformen 10 eingefahren. Bevorzugt findet in dieser Position eine Kalibration der Preformen mittels Druckluft, welche über die Nippel 39 eingebracht wird, statt. Die Nippel 39 sind in die Preformen 10 eingedrungen. Je nach Verfahrenskonzept kann mit den Nippeln 39 Kühlluft eingeblasen, oder es können mittels Pressluft die Preformen 10 in den Kühlhülsen 40 kalibriert bzw. wieder auf exakte Aussenabmessungen gebracht werden. Dieser Vorgang kann einige Sekunden dauern. Die Figur 5b zeigt als nächsten Schritt die Entnahme der Preformen 10 aus den Kühlhülsen 40 mittels einer Bewegung (BH"). Die Entnahmevorrichtung 11 ist wieder für eine Absenkung bereit, wenn sich die Formhälften 8, 9 erneut öffnen.

Bei der Figur 5c ist der Transfergreifer 12 mit einer 90°-Drehung wieder in eine horizontale Lage zurückgebracht und bereit für eine Verfahrbewegung in Richtung des Kühlblocks 19.

Die Figur 6 zeigt das Ende der horizontalen Verfahrbewegung (BH'") des Transfergreifers 12 bis zu einer Übergabestellung an den Kühlblock 19. In der Stellung gemäss Figur 6 macht der Kühlblock 19 eine senkrechte Hubbewegung (Bs). Die Hubbewegung kann so gross sein, dass die Preformen 10 bereits in die Kühlhülsen 40 eindringen. In einfacheren Fällen können die Preformen 10 durch Blasluft auf Seite der Nippel 39 und durch Saugluft auf Seite des Kühlblockes 19 allein mit Luftkräften nach oben befördert werden.

Die Figur 7 zeigt den Abwurf der Preformen 10 auf den Abtransport bzw. das Förderband 20.

Die Figuren 8a und 8b zeigen die Senkachse, je von einer anderen Seite gesehen. Die Senkachse ist am Maschinenständer (1 ) abgestützt und seitlich an der feststehenden Formplatte durch einen Bügel 47 gehalten. Durch die seitlich an der Maschine angeordnete senkrechte Säule 35 bzw. durch die seitliche Führung des Entnahmegreifers (11 ) ergibt sich eine minimale Maschinenhöhe. Insbesondere der Raum zwischen den offenen Formhälften (8, 9) wird optimal in Bezug auf die Zugänglichkeit sowie für die Wartungsarbeiten. Alle Elemente für die Nachkühlung können für den Transport einfach demontiert werden. Die neue Lösung gestattet eine ganz besonders flexible Anpassung an unterschiedliche Werkzeuge, sei es in Bezug auf die Kavitätenzahl und / oder die Kavitätenteilung und / oder die Preformgeometrie. Der Servoantrieb erfolgt über einen Servoantrieb mit Zahnriemen und ergibt dank einer minimal bewegten Masse eine hohe Dynamik. Die Demontage von Greifer und Schlitten für den Werkzeugwechsel wird stark vereinfacht. Die Figur 9a zeigt die Transfer- und die Kühleinheit. Der Kühlblock 19 ist an dem Horizontalträger 38 befestigt. Er ist einerseits über Konsolen 46 auf dem Maschinenständer und andererseits an der senkrechten Säule 35 abgestützt. Die Transfer- und Kühleinheit sind geführt und aufliegend auf einer Abstützplatte. Man erkennt aus der Figur 9a die Möglichkeit für einen Baugruppentransport für die Senksäule mit Antrieb und den Entnahmegreifer, den Horizontalträger mit Antrieb für den Entnahmegreifer 11 sowie den Kühlblock 19, sei es einzeln oder als ganze Baugruppe.

Die Figur 9b zeigt die Transfereinheit, den Servoantrieb für die Längsbewegung sowie die Schwenkbewegung. Die Längsbewegung erfolgt über einen Zahnriemen, die Schwenkbewegung über ein Kegelgetriebe.

Die Figur 10 zeigt perspektivisch die wichtigsten Teile der Nachkühlung. Links ist die Entnahme der Preformen 10 aus den offenen Formhälften 8, 9 und zeigt schematisiert die Entnahmevorrichtung 11 sowie den Transfergreifer 12. In der Figur 10 erkennt man die Querbewegung (BQ) des Kühlblocks 19 auf Schienen 33 sowie einen Antrieb 52. Ueber ein Gebläse 45 kann gesteuert Druckluft den Kühlhülsen 40 dem Kühlblock 19 zugeführt werden, um die Preformen 10 für den Abwurf auszutreiben. Mittels Wasseranschlüssen 30 werden die Kühlhülsen 40 bzw. die Preformen 10 im Kühlblock 19 gekühlt.

Die Figur 11 zeigt einen anderen Ausschnitt aus der Figur 8. Dabei ist der horizontale Träger 38 weggelassen. Der vertikale Antrieb 34 der Entnahmevorrichtung 11 erfolgt über ein gesteuertes Motorgetriebe.

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren für die Herstellung und Nachkühlung von hülsenförmigen Spritzteilen, insbesondere Preformen (10), mittels einer Holmen-Spritzgiessmaschine mit einer Spritzseite sowie einer Formschlussseite, wobei die Spritzteile (10) nach teilweiser Abkühlung in den Spritzformen mittels eines Entnahmegreifers (11) aus den offenen Formen (8, 9) entnommen und über einen Transfergreifer (12) einem Nachkühler bzw. Kühlblock (19) und nach Fertigkühlung einem Abtransport (20) übergeben werden, wobei der Kühlblock (19) eine Menge Spritzteile (10) von mehreren Zyklen fasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Entnahme und mindestens die erste Phase der Nachkühlung der Preformen (10) durch einen Entnahmegreifer (11) erfolgt, der an einer Aussenabstützung gehalten ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Entnahmegreifer (11) sich zyklisch von einer Übernahmeposition zwischen den offenen Formen sowie einer Übergabeposition der Spritzteile an Kühlhülsen des Transfergreifers (12) vertikal bewegt, wobei der Entnahmegreifer (11) für die vertikale Senkbewegung von der Seite gehalten ist und zwischen den Holmen (6) sowie den offenen Formhälften abtaucht.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Vermeidung einer Direktübertragung von Vibrationen aus dem Bereich des

Formschlusses der Entnahmegreifer (11) unabhängig direkt auf dem Ständer abgestützt ist.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahreinrichtung mit dem Entnahmegreifer (11) eine U-Form bildet, an einer senkrechten Säule gelagert und über einen Zahnriemen senkrecht auf und ab bewegt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Transfergreifer (12) an einem Horizontalträger gelagert und horizontal verfahren wird, welcher als auskragender Arm direkt an der senkrechten Säule befestigt ist und sich längs über die Formschlussseite erstreckt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in Kombination einerseits der Transfergreifer (12) mit einer Bewegung längs zur Maschinenaxe gesteuert unter den Kühlblock (19) und andererseits der Kühlblock (19) zur Anwahl der richtigen Reihen quer zur Maschinenaxe verfahren und positioniert wird.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass durch die koordinierte Bewegung des Kühlblockes (19) und des Transfergreifers (12) die noch heissen Spritzteile (10) mittels an dem Transfergreifer (12) angebrachter Nippel (39) zu leeren Kühlhülsen positioniert werden und die Spritzteile (10) durch Absenken des Kühlblocks (19) eingeführt und dem Kühlblock (19) übergeben werden.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlblock (19) über dem Formschluss querverschiebbar situiert ist und die fertig gekühlten Spritzteile (10) auf einen sich zwischen Formschluss und Kühlblock (19) erstreckenden Abtransport (20) abgeworfen werden.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Transfergreifer (12) mit den Nippeln (39) für die Übernahme der Spritzteile (10) zyklisch gesteuert in eine vertikale Umsteckstellung geschwenkt und mittels einer horizontalen Verfahrbewegung der Nippel (39) die Spritzteile (10) ausgefahren und in eine optimale Übergabestellung an die Kühlhülsen des Kühlblockes (19) positioniert werden.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die noch heissen Spritzteile (10) aus den Kühlhülsen (200) des Entnahmegreifers (11) durch eine kurze horizontale Verfahrbewegung des Transfergreifers (12) entnommen und nach Schwenken des Transfergreifers (12) in einer horizontalen Verfahrstellung in den Übergabebereich (41) des Kühlblockes (19) bewegt werden.

11. Vorrichtung für die Herstellung und Nachkühlung von hülsenförmigen Spritzteilen, insbesondere Preformen (10), mittels einer Holmen-Sphtzgiessmaschine mit einer Spritzseite sowie einer Formschlussseite, welche einen Entnahmegreifer (11), einen Transfergreifer (12) sowie einen Kühlblock (19) für die Nachkühlung sowie einen Abtransport (20) aufweist, wobei der Kühlblock (19) ein Mehrfaches an Kühlpositionen aufweist in Bezug auf die pro Zyklus herstellbaren Spritzteile (10), wobei die Kühlpositionen in dem Kühlblock (19) bevorzugt in versetzten Reihen angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Transfergreifer (12) mittels Nippeln (39) die Spritzteile (10) von der Entnahme aus dem Entnahmegreifer (11) zu der Uebergabe an den Kühlblock (19) in Maschinenlängsrichtung und der Kühlblock (19) quer dazu für die Reihenanwahl bewegbar ist, wobei die Mittel für das Handling der Preformen (10) in dem Nachkühlbereich vorzugsweise an einer Aussenabstützung gelagert sind.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass der Entnahmegreifer (11) an einer senkrechten Säule gelagert und die Fahreinrichtung mit dem Entnahmegreifer (11) eine U-Form bildet, derart, dass der Entnahmegreifer (11) ungestört zwischen den Holmen (6) sowie den offenen Formhälften (8, 9) absenkbar ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Transfergreifer (12) an einem Horizontalträger horizontal verfahrbar ist, welcher als auskragender Arm direkt an der senkrechten Säule befestigt ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlblock (19) heb- und senkbar ist für die Übernahme der Spritzteile (10) von den Nippeln (39) des Transfergreifers (12).

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlblock (19) über dem Formschluss angeordnet ist und der Abtransport (20) sich über den Bereich zwischen Formschluss und Kühlblock (19) hinein erstreckt.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Transfergreifer (12) zyklisch gesteuert horizontal zwischen einer Entnahmestellung zu einer Übergabeposition unter den Kühlblock (19) bewegbar ist, wobei der Transfergreifer (12) in einer Entnahmestellung zwischen einer horizontalen sowie einer vertikalen Stellung verschwenkbar ist.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Transfergreifer (12) mit den Nippeln (39) einen gesteuerten Blasluftanschluss für das Hochblasen aufweist für die Uebergabe der Spritzteile (10) an die Kühlhülsen (200) des Kühlblockes (19).

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponenten der Nachkühlung als Baugruppen ausgebildet und einzeln oder komplett am Formschluss bzw. Maschinenständer (1) befestigbar sind.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Entnahmegreifer (11) an einer vertikalen Säule als Senkachse heb- und senkbar angeordnet ist, welche direkt am Maschinenständer (1) abgestützt ist.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Transfergreifer (12) an einem Horizontalträger (38) verfahrbar gelagert ist, wobei der Horizontalträger (38) an der vertikalen Säule einerseits sowie an Teilen des Maschinenrahmens andererseits abgestützt ist.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die vertikale Säule mit dem Entnahmegreifer (11) am Ständer und der festen Formaufspannplatte (2) derart befestigt ist, dass er für den Transport demontierbar und beim Kunden wieder montierbar ist.

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 21 , dadurch gekennzeichnet, dass der Entnahmegreifer (11), der Transfergreifer (12) sowie der Kühlblock (19) als die Formplatten überragende Teile montierbar bzw. demontierbar sind.

23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Entnahmegreifer (11), der Transfergreifer (12), der Nachkühler (19) sowie die Einrichtung für den Abtransport die gesamte Länge des Formschlusses nicht überragen.

24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Abtransport (20) einen ersten Förderer zwischen dem Kühlblock (19) und dem Formschluss aufweist sowie einen zweiten Förderer im Anschluss an den ersten Förderer, welcher den Formschluss überragt und an der Maschine befestigbar ist, wobei der Entnahmegreifer (11), der Transfergreifer (12), der Nachkühler (19) sowie die Einrichtung für den Abtransport die gesamte Länge des Formschlusses nicht überragen.