WO2022048982A1 - SPRITZGIEßWERKZEUG - Google Patents

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WO2022048982A1
WO2022048982A1 PCT/EP2021/073580 EP2021073580W WO2022048982A1 WO 2022048982 A1 WO2022048982 A1 WO 2022048982A1 EP 2021073580 W EP2021073580 W EP 2021073580W WO 2022048982 A1 WO2022048982 A1 WO 2022048982A1
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injection
neck
cavity
cavities
core
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PCT/EP2021/073580
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English (en)
French (fr)
Inventor
Christian Wagner
Peter Süß
Christian Tilsner
Original Assignee
Mht Mold & Hotrunner Technology Ag
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Publication date
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Priority to EP21770152.3A priority patent/EP4208323A1/de
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    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/26—Moulds
    • B29C45/261—Moulds having tubular mould cavities
    • B29C45/2612—Moulds having tubular mould cavities for manufacturing tubular articles with an annular groove
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    • B29C45/33—Moulds having transversely, e.g. radially, movable mould parts
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    • B29C45/1769—Handling of moulded articles or runners, e.g. sorting, stacking, grinding of runners
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    • B29C49/00—Blow-moulding, i.e. blowing a preform or parison to a desired shape within a mould; Apparatus therefor
    • B29C49/02—Combined blow-moulding and manufacture of the preform or the parison
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    • B29C49/02—Combined blow-moulding and manufacture of the preform or the parison
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2105/00—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
    • B29K2105/25—Solid
    • B29K2105/253—Preform
    • B29K2105/258—Tubular

Definitions

  • the present invention relates to an injection mold for producing a plurality of molded parts with a cavity plate, which has a plurality of cavities, the inner contour of which corresponds to at least one section of the outer contours of the molded parts to be produced, and a core plate, which has a plurality of cores, the outer contour of which corresponds to at least one Section corresponds to the inner contours of the molded parts to be produced, with the cavity plate and the core plate reciprocating relative to one another between a closed position, in which each core is arranged in a cavity, and an open position, in which no core is arranged within a cavity are movable, wherein in the closed position of each cavity and the core arranged therein, a mold space for receiving a plasticized melt is formed, each mold space being assigned a pair of neck jaws consisting of two neck jaws, the inner contour of the neck jaw pair corresponds to a section of the outer contour of the molded part to be produced, the pair of neck blocks being arranged on the core plate and between a holding position in
  • Injection molding is one of the most important processes for producing molded parts.
  • the molding compound which is generally originally in the form of powder or granules, is heated, plasticized and pressed into a corresponding mold under high pressure. The molding compound solidifies in the mold and is then removed from the opened mold as a molded part.
  • Molded parts are understood to mean, for example, containers or preforms that are further processed in further processing steps to form the desired object.
  • An example of a preform is a hollow body preform for the production of PET bottles. The present invention is explained using the example of such a hollow body preform, but in principle it can also be used with other shaped parts.
  • PET bottles are generally made by stretch blow molding a parison body.
  • the hollow body preform is in a first step by means created by injection molding.
  • the stretch blow molding that follows the injection molding process then takes place in a further production step. It is quite common that the locations for the individual manufacturing steps are spatially distinct. For example, the hollow body preform is produced at a first location, packaged and shipped to a second production location where stretch blow molding takes place.
  • the processing of the preforms at the production site offers the further advantages of saving energy and space, since, for example, additional sorters or other machines for handling the preforms are no longer required.
  • a further advantage is that the ability of the preform to be stretch-blown is improved, since it is still uniformly heated through by the preceding injection molding process and therefore only tempering of the preform is required, but no renewed heating is required.
  • a production site offers the advantage that the probability of contamination is reduced.
  • production lines are already known from the prior art which, in addition to the actual injection mold, also have devices for further processing such as coating or stretch blow molding of the hollow body preforms.
  • the object of the present invention is therefore to provide an injection mold with which molded parts can be produced as efficiently as possible and made available for a further processing step.
  • an injection mold for producing a plurality of molded parts with a cavity plate, which has a plurality of cavities, the inner contour of which corresponds to at least one section of the outer contours of the molded parts to be produced, a core plate, which has a plurality of cores, the outer contour of which corresponds to at least one Section corresponds to the inner contours of the molded parts to be produced, with the cavity plate and the core plate reciprocating relative to one another between a closed position, in which each core is arranged in a cavity, and an open position, in which no core is arranged within a cavity are moved forth, wherein in the closed position of a mold space for receiving a plasticized melt is formed in each cavity and the core arranged therein, with each mold space being assigned a pair of neck jaws consisting of two neck jaws, the inner contour of the pair of neck jaws corresponding to a section of the outer contour of the molded part to be produced, the pair of neck jaws being arranged on the core plate and can be moved back and forth
  • the injection mold according to the invention works according to the principle of a vertical mold known from the prior art.
  • Vertical means that the core plate is arranged on a vertical axis above or below the cavity plate, so that when the cavity plate and/or the core plate are moved on the common axis, the cores that are arranged on the core plate dip into the cavities of the cavity plate , when the cavity plate and the core plate move towards each other.
  • a core of the core plate is then arranged in each cavity of the cavity plate.
  • the core and cavity are designed in such a way that the core does not completely fill the cavity, but instead the so-called mold space forms between the cavity and the core, which is filled with a plasticized melt and determines the shape of the molded part.
  • Pairs of neck blocks are typically used to form a thread on a molded part.
  • it is necessary to remove the molded part from the mold space for example by moving the mold core out of the cavity and the pairs of neck jaws strip the molded part from the mold core before the pairs of neck jaws move apart into a release position, and the molded part becomes free.
  • one embodiment provides that the core plate can be pivoted about a pivot axis in the open position.
  • a removal device is provided which is movable in the open position between the core plate and the cavity plate and is intended to remove a plurality of molded parts produced from the cores or the cavities.
  • This removal device can be positioned, for example, below the core plate and with remove the molded parts produced by the injection mold that are still attached to the cores and feed them to a further processing step or to a transport device. Alternatively, the molded parts produced that are still in the cavities could also be sucked in by the removal device.
  • the core plate and the cavity plate can be moved apart at least far enough for a removal device to be guided between the core plate and the cavity plate.
  • the arrangement of the cores and cavities on a curved path also offers the advantage that the removal device can be arranged at a central position in the injection mold and thus all cores or cavities for removal of the molded parts can be reached within a short time.
  • the removal device is designed in such a way that several molded parts can be removed simultaneously with the removal device.
  • the removal device transfers the molded parts from the injection mold to further process devices.
  • This offers the advantage that the injection molding tool can be designed to be stationary, as a result of which, for example, the supply of the plasticized melt is significantly simplified since the supply lines do not have to be moved. This makes it easier to seal the hot runner, there are fewer leaks and the hot runner is less complex to manufacture because no rotary union is required.
  • two slide elements are provided, which are arranged and configured in such a way that one neck jaw of the pair of neck jaws interacts with one slide element, while the other neck jaw of the pair of neck jaws interacts with the other slide element, so that when the injection mold is moved from the closed position to the open position by movement of the slider members moving the neck cheeks from their connected position to the release position.
  • a slide element can actuate the neck blocks of several adjacent pairs of neck blocks, for example, at the same time, so that several neck blocks are moved at the same time by the movement of a slide element.
  • each mold space it is also conceivable for each mold space to be assigned two individual slide elements which only move the pair of neck blocks of the respective mold space. In this way, a demolding process can be carried out individually for each mold cavity.
  • the slide elements are integrated in the pairs of neck blocks, ie the pairs of neck blocks themselves have a corresponding possibility of moving the neck blocks relative to one another.
  • the cores and the cavities are arranged on an arc of a circle, with the slide elements preferably being in the shape of an arc of a circle.
  • This offers the advantage that a removal device that is arranged in the center of such a circular arc can reach all molded parts that have been produced in a pair of cavity and core equally quickly. For example, only a rotary movement of the removal device is necessary. An individual approach to each core-cavity pair is therefore not necessary, which saves time.
  • the pivot axis of the core plate can also be arranged in the center point of the circular arc.
  • the movement axis of the slide elements corresponds to a radial direction of the circular arc. This offers the advantage that the slide elements do not impede each other's movement when they are moved from the connected position to the release position.
  • the cores and the cavities are arranged on a circular arc with a central angle, the central angle being ⁇ 180° and preferably ⁇ 120°. This ensures that movement of the slide elements is not impeded by adjacent pairs of cavities and cores.
  • the injection mold thus offers a side on which no cores or cavities are arranged, so that the molded parts produced can be removed particularly easily here if the removal device is arranged in a center point of the circular arc or the core plate is arranged so that it can pivot about a central pivot axis in the center point of the circular arc is.
  • the cores and the cavities are arranged on two concentric circular arcs with different radius. This offers the advantage that more mold cavities can be made available on the same area, so that more molded parts can be produced in one injection molding process.
  • a removal device is designed and set up in such a way that the removal device can remove molded parts from cavities or cores on the outer arc of a circle as well as from cavities or cores on the inner arc of a circle. This is done by adapting the removal device to the radius of the respective circular arc.
  • the radius of the Removal device can be changed, for example, by either individual or all extraction elements are movably arranged and thus can be arranged on circular arcs with the same radii as the circular arcs on which the cores or cavities are arranged.
  • every second extraction element can be extended in such a way that it can be moved from the inner arc to the outer arc, or the arc length of an arc on which the extraction elements are arranged can be adapted to the radius of the concentric arcs by means of movable extraction elements.
  • the adjustment movement of the removal elements is initiated automatically by the movement of the removal device between the cavity plate and the core plate. If the removal device is moved away from the space between the cavity plate and the core plate, the removal elements can be automatically moved back to a specific initial radius.
  • ends of the cavities or cores which are arranged together on an outer arc of the concentric arcs span a first plane
  • ends of the cavities or cores which are arranged together on an inner arc of the concentric arcs spanning a second plane span wherein the first and the second plane are arranged parallel and at a distance from each other.
  • the cavities or cores are arranged at different heights on the two different circular arcs.
  • the cavities or cores on the inner circular arc can be arranged lower than those on the outer circular arc.
  • Such a configuration offers the advantage that the slide elements, which are also arranged on the respective circular arcs, do not impede each other in their movement, but rather a slide element of the core-cavity pairs on the inner circular arc via a slide element of the core-cavity pairs can be moved on the outer arc or vice versa.
  • a hot runner which has an inlet for receiving a plasticized melt and a plurality of outlets for delivering the plasticized melt to the cavities, the hot runner being arranged in such a way that the inlet is arranged in a center point of the circular arc, each Cavity is associated with a hot runner section, which extends from a port provided in the cavity to the entrance, wherein preferably all hot runner sections are straight and of equal length.
  • This arrangement can be implemented particularly easily with cavities or cores arranged on a circular arc by arranging the inlet of the hot runner in the center point of the circular arc. This ensures that the distance from the hot runner entrance to the individual cavities is the same everywhere.
  • tubular heaters for tempering the hot runner can be arranged around the hot runner in such a way that the tubular heaters do not cross one another or with the hot runner sections, so that a very homogeneous temperature distribution in the hot runner is ensured.
  • the plasticized melt also has the same temperature in each mold space, since the same distance has to be covered to each mold space and therefore identical cooling takes place. This in turn leads to greater homogeneity within the molded parts produced, which are produced in an injection molding process.
  • the pairs of cavity and associated core form two groups, the inner contour of the cavity and/or the outer contour of the core of one group differing from the inner contour of the cavity and/or the outer contour of the core of the other group. Molded parts with different contours can be produced in one injection molding process.
  • a transfer chain with gripping elements is provided for holding a molded part that has been produced.
  • the core plate is designed in such a way that the molded parts produced can be transferred from the cores to the gripping elements with the core plate in the open position, or the removal device is designed in such a way that the molded parts produced can be transferred from the cores or out with the removal device in the open position can be removed from the cavities and transferred to the gripping elements.
  • the transfer chain can also be designed in two rows, so that molded parts from one circular arc are transferred to the first row of the transfer chain and molded parts from the other circular arc to the second row of the transfer chain.
  • the rows of the transfer chain can in particular also be arranged on different planes or the rows of the transfer chain are arranged on one plane and the difference in height of the mold parts removed due to the different planes of the circular arcs is compensated for by the removal device.
  • the transfer chain has at least one transfer chain section in which the gripping elements are arranged in a straight line and the molded parts produced can be transferred to the gripping elements within this transfer chain section using the removal device.
  • a further processing element is provided, with the removal device transferring the molded parts removed from the injection mold to the further processing element, and with the further processing element transferring the molded parts to the transfer chain.
  • the molded parts in the further processing element can first cool down further before they are fed to further processing steps.
  • the molded parts produced in the further processing element are tempered, coated, formed, sterilized, printed, pressurized, irradiated, filled, sealed, labeled, measured, checked for quality, cleaned, chemically treated, packed, weighed, realigned, sorted, sorted out or (temporarily) stored.
  • the molded parts produced can also be supplemented with a different plastic in a further injection molding process if, for example, molded parts are to be manufactured with different plastics.
  • the cores and the cavities are arranged on a circular arc, the removal device being designed in the shape of a circular arc and being moved between the cavity plate and the core plate by a rotary movement, preferably about a center point of the circular arc.
  • the rotary movement also offers the advantage that the molded parts can be transferred to a section of a transfer chain on which the gripping elements are arranged in a line.
  • the space between the cavity plate and the core plate is free and is not limited in places, for example by spars.
  • Such bars, which extend between the cavity plate and the core plate, are often used in vertical tools in order to increase the positioning accuracy of the cores in relation to the cavities and thus to minimize wear on the tool parts due to friction.
  • the tie bars would impede a rotary movement of the removal device, so that in a preferred embodiment of the injection molding tool according to the invention it is a tie bar-less tool or, overall, a tie-bar-less injection molding machine.
  • the core plate and the cavity plate are designed to be movable relative to one another in such a way that the core plate is also moved in the cavity during the injection molding process, so that, for example, very thin-walled molded parts, in particular thin-walled containers, can be produced and material costs can thus be saved.
  • the general principle of this injection molding of thin-walled molded parts is described in EP 2 483 050 B1.
  • the problem on which the invention is based is solved by an injection molding system with at least one injection mold according to one of the embodiments described above and an extruder, the extruder being connected to the injection mold via a melt channel, so that when the injection molding system is in operation, the plasticized melt is extruder is fed into the injection mold.
  • the mold space is arranged stationary relative to the extruder when the cavity plate and the core plate are in the closed position.
  • This offers the advantage already described that no connection has to be created between a moving component, for example the mold space, and the hot runner in order to guide the plasticized melt into the mold space.
  • Such connections are complex to manufacture and also prone to leaks.
  • the injection molding system has at least two injection molds and injection cylinders assigned to the at least two injection molds, the at least two injection molds being connected to the injection cylinder via a melt channel, the injection cylinders being connected to the extruder via at least one further melt channel, wherein in a Operation of the injection molding system, the injection cylinders are alternately supplied with the plasticized melt from the extruder, so that either one of the at least two injection molds is in the closed position and the other injection mold of the at least two injection molds is in the open position, or vice versa.
  • Feeding two or more injection molds with one extruder offers the advantage that the extruder can continuously produce plasticized melt. If, on the other hand, only one injection mold is filled, the extrusion has to be stopped again and again until the injection molding process in the mold is complete and can start again. If two or more injection molding tools are available, one tool can be charged with plasticized melt while the other tool is already filled and the injection molding process is complete.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of an embodiment of the injection molding tool according to the invention in a plan view.
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a cross section of a section of the injection molding tool according to the invention at different times of the demoulding process.
  • FIG. 3 shows a schematic representation of an embodiment of the injection molding tool according to the invention with separate slide elements.
  • FIG. 4 shows a schematic representation of the hot runner of an embodiment of the injection molding tool according to the invention.
  • FIG. 5 shows the schematic illustration from FIG. 4 with additional tubular heating elements which are arranged around the hot runner.
  • FIG. 6 shows a schematic representation of an embodiment of the injection molding tool according to the invention, the cores or cavities being arranged on two concentric circular paths.
  • FIG. 7 shows a schematic representation of a cross section of an embodiment of the injection molding tool according to the invention.
  • FIG. 8 shows a schematic representation of an embodiment of the injection molding tool according to the invention with a further processing element.
  • FIG. 9 shows a schematic representation of an embodiment of the injection molding system according to the invention at a first point in time in the method.
  • FIG. 10 shows the injection molding system from FIG. 8 at a second point in time in the method.
  • FIG. 11 shows the injection molding system from FIG. 8 at a third point in time in the method.
  • the injection mold according to the invention which is shown in a top view in FIG. 1, has a cavity plate 2 with a plurality of cavities 3 and a core plate 4 with a plurality of cores 5 .
  • the cavities 3 of the cavity plate 2 are supplied with plasticized melt via a hot runner 9 in order to produce a plurality of preforms 1 when the cores 5 are in the closed position of the tool in the cavities 3 are arranged (Fig. 2 left).
  • the injection mold is shown in an open position on the right in FIG. 2, i.e. no core 5 is arranged within a cavity 3 . If, on the other hand, the cavity plate 2 or the core plate 4 is moved into a closed position relative to the other plate in each case, a core 5 is arranged in each cavity 3, so that a mold space for receiving the plasticized melt is formed ( Figure 2 left).
  • the cores 5 and the cavities 3 are arranged on a circular path 6 .
  • a removal device 14 is designed in the shape of a circular arc and can be moved between the two plates 2, 4 by a rotary movement when the core plate 4 and the cavity plate 2 are in the open position in order to remove the preforms 1 produced from the cores 5 or the cavities 3.
  • the extraction device 14 gives the Preforms 1 to a transfer chain 12 on.
  • the transfer chain 12 transports the preforms produced to a subsequent machine section in which the preforms 1 are processed further.
  • the transfer chain 12 has gripping elements with which the preforms 1 produced are held. As a result, it is not necessary to sort the preforms 1 produced in the subsequent processing step, rather the preforms 1 are passed on directly to the subsequent processing step in the correct orientation.
  • the transfer chain 12 also has a transfer chain section in which the gripping elements are arranged in a straight line, as can be seen from the figures.
  • the removal device 14 transfers the manufactured preforms 1 to the gripping elements within this transfer chain section.
  • the injection mold according to the embodiments shown also has pairs of neck jaws 15, 16, which are associated with each pair of core 5 and cavity 3 and are arranged on the core plate 4 and whose inner contour has an internal thread, the inner contour corresponding to a section of the outer contour of the preform 1 to be produced .
  • the pair of neck blocks 15, 16 is positioned between a holding position, in which the two neck blocks 15, 16 of the pair of neck blocks are in contact with one another, and a release position in which the two neck blocks 15, 16 of the pair of neck blocks are not in contact with one another, with the aid of slide elements 7, 8 stand, move back and forth.
  • the slide elements 7, 8 and the pairs of neck jaws 15, 16 are in the holding position.
  • the slide elements 7, 8 perform a movement which displaces the pairs of neck blocks 15, 16 from the holding position and the release position, which is shown in the right-hand image in FIG.
  • the injection molding process thus proceeds in such a way that initially the core 5 is completely arranged in the cavity 3 and a plasticized melt is filled into the mold space.
  • the core plate 4 is moved away from the cavity plate 2, the preform initially still being held on the mold core 5 by the pair of neck jaws 15, 16.
  • the slide elements 7, 8 perform a movement which moves the pairs of neck jaws 15, 16 from the holding position to the release position, so that the preform 1 can be removed.
  • the slide elements 7, 8 are designed in such a way that a slide element 7 interacts with a neck block 15 of a pair of neck blocks, while the other neck block 16 of the Pair of neck cheeks interacts with the other slide element 8 .
  • a slide element 7 moves several neck blocks 15, 16 of different pairs of neck blocks, so that with one movement of the slide elements 7, 8 several pairs of neck blocks are moved from their holding position to the release position or vice versa.
  • FIG. 3 shows an embodiment in which individual slide elements 7, 8 are assigned to each pair of core 5 and cavity 3 or the mold space formed therefrom.
  • Each slide element 7 , 8 thus causes only one movement of a single neck block 15 , 16 , so that the pairs of neck blocks are opened independently of the adjacent pairs of core 5 and cavity 3 .
  • the slide elements 7, 8 are moved in the radial direction to the circular path 6, with the slide elements 7, 8 being designed in such a way that they do not impede each other's movement.
  • the slide elements 7, 8 are designed in the shape of a circular arc.
  • the cores 5 and the cavities 3 are arranged on a circular arc 6 in such a way that a central angle of the circular arc 6 is less than 180°. This primarily ensures that a pair of core 5 and cavity 3 does not impede the opening movement of the slide elements 7, 8 when the movement of the slide element, as shown for example in FIG.
  • FIG. 4 shows how the cavities 3 are connected to the hot runner 9 in order to direct a plasticized melt into the mold cavities when the injection mold is in its closed position.
  • the hot runner 9 has an inlet 10 for receiving the plasticized melt and several outlets 11 for delivering the plasticized melt to the cavities 3, with the hot runner 9 being designed in such a way that each cavity 3 is assigned a hot runner section 9'.
  • the inlet 10 of the hot runner is arranged in the center of the circular arc 6 .
  • the hot runner section 9' extends from the inlet 10 of the hot runner 9 to a port provided in the cavity 3 for the entry of the plasticized melt. Due to the arrangement of the inlet 10 of the hot runner 9 in the center of the circular arc 6, all the hot runner sections 9' are of the same length. This has the advantage that the plasticized melt when entering the cavities 3 at every cavity is exposed to the same environmental influences. This in turn leads to greater homogeneity of preforms 1 produced within an injection molding process.
  • FIG. 5 also shows how tubular heating elements 17 are arranged around the hot runner 9 in order to keep the temperature in the hot runner 9 homogeneous.
  • the configuration of the hot runner 9 according to the invention offers the advantage that the tubular heating elements 17 can be arranged in a serpentine manner around the hot runner sections 9', which means that the tubular heating elements do not cross one another or with the hot runner sections 9', so that a very homogeneous temperature distribution in the hot runner 9 is ensured
  • FIG. 6 shows a further embodiment of the injection molding tool according to the invention, with the cores 5 and the cavities 3 being arranged on one plane on two concentric circular arcs 6, 6' with different radii.
  • An additional slide element 8' is provided, which moves both the pairs of neck jaws of the pairs of cores 5 and cavities 3, which are arranged on the outer circular path 6, and the pairs of neck jaws of the pairs of cavities 3 and cores 5, which are on the inner circular path 6' are arranged.
  • the slide elements 8' and 8' are first removed from the slide element 7 so that the preforms 1 can be demolded on the outer circular path 6, and then the slide elements 7 and 8' are removed from the slide element 8 , so that the preforms 1 produced can be removed from the mold on the inner circular path 6'.
  • the process of removing the preforms 1 from the mold on the outer circular arc 6 therefore takes place at a later time than the process of removing the preforms 1 from the mold on the inner circular arc 6'.
  • the removed preforms 1 are forwarded to a transfer chain 12 with the aid of the removal device 14 in this embodiment as well.
  • the transfer chain 12 consists of two parallel tracks, on each of which gripping elements for receiving the preforms 1 are arranged.
  • the preforms 1 of the outer circular path 6 are arranged on a different path of the transfer chain 12 than the preforms 1 of the inner circular path 6'.
  • the slide elements 7, 8 of the concentric circular arcs 6, 6' can also be arranged on different levels, so that both the cavities 3 and cores 5 on the inner circular path 6' and the cavities 3 and cores 5 pairs of slide elements 7, 8, 7', 8' are assigned to the outer circular path 6 and demoulding of the preforms 1 can take place simultaneously in that a slide element 7, 8, which is assigned to the outer circular path 6, can be moved over a slide element 7', 8', which is assigned to the inner circular path 6'.
  • the inner contours of the cavities 3 and/or the outer contours of the cores 5 on the inner circular track 6' can be designed differently than on the outer circular track 6, so that in the closed position a different mold space is formed and preforms 1 have a different exterior - and inner contour are produced.
  • the preforms that are produced in the upper right quadrant of the injection mold to have a different outer contour than preforms 1 that are produced in the upper left quadrant of the injection mold.
  • different preforms 1 are produced in one injection molding process.
  • FIG. 8 shows a further embodiment of the injection mold according to the invention, the injection mold essentially corresponding to the injection mold shown in FIG the preforms 1 produced are, for example, further cooled or post-treated in some other way.
  • the further processing element 13 then transfers the further processed preforms 13 to the transfer chain 12.
  • FIGS. 1-10 An embodiment of an injection molding system according to the invention with two injection molds, an extruder 18 and two injection cylinders 19, 20 assigned to the injection molds is shown in FIGS.
  • the extruder 18 is connected to the injection cylinders 19, 20 via melt channels 21.
  • the connection is designed by valves 22 in such a way that either one injection cylinder 19, 20 is supplied with plasticized melt or the other injection cylinder 20, 19.
  • FIG. 9 shows the case in which the injection cylinder 19 of the left of the two injection molds is being filled with plasticized melt while the preforms 1 produced in the injection mold are transferred to the transfer chain 12 using the removal device 14 .
  • the left-hand injection molding tool is therefore in the open position at the point in time illustrated in FIG.
  • the right one of the two injection molding tools on the other hand, is in the closed position and is supplied with plasticized melt by the injection cylinder 20 .
  • FIG. 10 shows the process time at which the injection process in the right-hand injection mold is completed, ie the injection cylinder 20 is completely emptied.
  • all preforms 1 produced have been transferred to the transfer chain 12 in the case of the left-hand injection mold.
  • FIG. 11 shows the correspondingly inverse behavior to FIG.
  • the injection cylinder 20 of the right-hand injection mold is filled, while the preforms produced in this mold are transferred to the transfer chain 12 with the aid of the removal device 14 of the right-hand injection mold.
  • the right tool is found in its open position.
  • a new injection process takes place in the left injection mold, i.e. the left mold is in its closed position.
  • Reference sign preform cavity plate cavity core plate core curved path/outer circular arc 'inner circular arc 8, 7', 8' slide elements hot runner 'hot runner section 0 inlet hot runner 1 outlet hot runner 2 transfer chain 3 further processing element 4 removal device 5.16 neck jaws 7 tubular heating element 8 extruder 9.20 injection cylinder 1 melt channel 2 valve

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Spritzgießwerkzeug zur Herstellung von Formteilen mit einer Kavitätenplatte, welche Kavitäten aufweist, deren Innenkontur zumindest einem Abschnitt der Außenkonturen der herzustellenden Formteile entspricht, und einer Kernplatte, welche Kerne aufweist, deren Außenkontur zumindest einem Abschnitt der Innenkonturen der herzustellenden Formteile entspricht, wobei die Kavitätenplatte und die Kernplatte relativ zueinander zwischen einer geschlossenen Position, in welcher jeder Kern jeweils in einer Kavität angeordnet ist, und einer offenen Position, in welcher kein Kern innerhalb einer Kavität angeordnet ist, hin und her bewegbar sind, wobei in der geschlossenen Position von jeder Kavität und dem darin angeordneten Kern ein Formraum zur Aufnahme einer plastifizierten Schmelze gebildet wird, wobei jedem Formraum ein Halsbackenpaar aus zwei Halsbacken zugeordnet ist, wobei die Innenkontur des Halsbackenpaares einem Abschnitt der Außenkontur des herzustellenden Formteils entspricht, wobei das Halsbackenpaar an der Kernplatte angeordnet ist und zwischen einer Halteposition, in welcher die beiden Halsbacken des Halsbackenpaares miteinander in Kontakt stehen, und einer Freigabeposition, in welcher die beiden Halsbacken des Halsbackenpaares nicht miteinander in Kontakt stehen, hin und her bewegt werden kann. Um ein Spritzgießwerkzeug zur Verfügung zu stellen, mit welchem möglichst effizient Formteile hergestellt und für einen weiteren Bearbeitungsprozess zur Verfügung gestellt werden können, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass die Kerne und die Kavitäten auf einer gekrümmten Bahn angeordnet sind.

Description

Spritzgießwerkzeug
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Spritzgießwerkzeug zur Herstellung einer Mehrzahl von Formteilen mit einer Kavitätenplatte, welche eine Mehrzahl von Kavitäten aufweist, deren Innenkontur zumindest einem Abschnitt der Außenkonturen der herzustellenden Formteile entspricht, und einer Kernplatte, welche eine Mehrzahl von Kernen aufweist, deren Außenkontur zumindest einem Abschnitt der Innenkonturen der herzustellenden Formteile entspricht, wobei die Kavitätenplatte und die Kernplatte relativ zueinander zwischen einer geschlossenen Position, in welcher jeder Kern jeweils in einer Kavität angeordnet ist, und einer offenen Position, in welcher kein Kern innerhalb einer Kavität angeordnet ist, hin- und herbewegbar sind, wobei in der geschlossenen Position von jeder Kavität und dem darin angeordneten Kern ein Formraum zur Aufnahme einer plastifizierten Schmelze gebildet wird, wobei jedem Formraum ein Halsbackenpaar aus zwei Halsbacken zugeordnet ist, wobei die Innenkontur des Halsbackenpaares einem Abschnitt der Außenkontur des herzustellenden Formteils entspricht, wobei das Halsbackenpaar an der Kernplatte angeordnet ist und zwischen einer Halteposition, in welcher die beiden Halsbacken des Halsbackenpaares miteinander in Kontakt stehen, und einer Freigabeposition, in welcher die beiden Halsbacken des Halsbackenpaares nicht miteinander in Kontakt stehen, hin und her bewegt werden kann.
Das Spritzgießen ist eines der wichtigsten Verfahren zur Herstellung von 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 als Formteil aus dem geöffneten Werkzeug entnommen.
Unter Formteilen werden beispielsweise Behälter oder Vorformlinge verstanden, die in weiteren Bearbeitungsschritten zum gewünschten Objekt weiterverarbeitet werden. Ein Beispiel eines Vorformlings ist ein Hohlkörpervorformling zur Herstellung von PET-Flaschen. Die vorliegende Erfindung wird am Beispiel eines solchen Hohlkörpervorformlings erläutert, sie kann aber prinzipiell auch mit anderen Formteilen verwendet werden.
Handelsübliche PET-Flaschen werden im Allgemeinen durch Streckblasformen eines Hohlkörpervorformlings hergestellt. Dabei wird der Hohlkörpervorformling in einem ersten Schritt mittels Spritzgießen erstellt. Das sich an den Spritzgießvorgang anschließende Streckblasformen erfolgt dann in einem weiteren Herstellungsschritt. Dabei ist es durchaus üblich, dass die Orte für die einzelnen Herstellungsschritte räumlich deutlich auseinanderfallen. So wird beispielsweise der Hohlkörpervorformling an einem ersten Standort produziert, verpackt und zu einer zweiten Produktionsstätte versendet, an welcher das Streckblasformen stattfindet.
In den letzten Jahren geht der Trend dahin, die Hohlkörpervorformlinge in einer Produktionsstraße vom Spritzgießen bis zum fertigen Produkt zu prozessieren. Dies spart einerseits Zeit- als auch Transportkosten, andererseits bietet das Prozessieren der Vorformlinge am Produktionsstandort die weiteren Vorteile, dass Energie und Platz eingespart wird, da beispielsweise zusätzliche Sortierer oder andere Maschinen für das Handling der Vorformlinge entfallen. Ein weiterer Vorteil ist, dass die Streckblasfähigkeit des Vorformlings verbessert wird, da dieser durch den vorangegangen Spritzgießprozess noch gleichförmig durchgewärmt ist und daher nur noch ein Temperieren des Vorformlings jedoch kein erneutes Erwärmen erforderlich ist. Auch bei aseptischen Anwendungen bietet ein Produktionsstandort den Vorteil, dass die Wahrscheinlichkeit der Kontamination reduziert wird. Dafür sind aus dem Stand der Technik bereits Produktionsstraßen bekannt, die neben dem eigentlichen Spritzgießwerkzeug auch Vorrichtungen zur Weiterbehandlung wie Beschichtung o- der Streckblasformen der Hohlkörpervorformlinge aufweisen.
Problematisch ist an dieser Stelle jedoch, die Vorformlinge von einem Maschinenabschnitt zum nächsten Maschinenabschnitt zu transportieren. Werden die mit dem Spritzgießwerkzeug hergestellten Vorformlinge beispielsweise unsortiert auf ein Förderband ausgegeben, so ist bei dem nächsten Produktionsschritt eine erneute Ausrichtung der hergestellten Vorformlinge notwendig. Dies kostet wiederum zusätzliche Zeit, die insbesondere bei der Produktion von mehreren Tausend Vorformlingen innerhalb kürzester Zeit so gering wie möglich gehalten werden sollte.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, ein Spritzgießwerkzeug zur Verfügung zu stellen, mit welchem möglichst effizient Formteile hergestellt und für einen weiteren Bearbeitungsprozess zur Verfügung gestellt werden können.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Spritzgießwerkzeug zur Herstellung einer Mehrzahl von Formteilen mit einer Kavitätenplatte, welche eine Mehrzahl von Kavitäten aufweist, deren Innenkontur zumindest einem Abschnitt der Außenkonturen der herzustellenden Formteile entspricht, einer Kernplatte, welche eine Mehrzahl von Kernen aufweist, deren Außenkontur zumindest einem Abschnitt der Innenkonturen der herzustellenden Formteile entspricht, wobei die Kavitätenplatte und die Kernplatte relativ zueinander zwischen einer geschlossenen Position, in welcher jeder Kern jeweils in einer Kavität angeordnet ist, und einer offenen Position, in welcher kein Kern innerhalb einer Kavität angeordnet ist, hin- und herbewegbar sind, wobei in der geschlossenen Position von jeder Kavität und dem darin angeordneten Kern ein Formraum zur Aufnahme einer plastifizierten Schmelze gebildet wird, wobei jedem Formraum ein Halsbackenpaar aus zwei Halsbacken zugeordnet ist, wobei die Innenkontur des Halsbackenpaares einem Abschnitt der Außenkontur des herzustellenden Formteils entspricht, wobei das Halsbackenpaar an der Kernplatte angeordnet ist und zwischen einer Halteposition, in welcher die beiden Halsbacken des Halsbackenpaares miteinander in Kontakt stehen, und einer Freigabeposition, in welcher die beiden Halsbacken des Halsbackenpaares nicht miteinander in Kontakt stehen, hin und her bewegt werden kann, wobei die Kerne und die Kavitäten auf einer gekrümmten Bahn angeordnet sind.
Das erfindungsgemäße Spritzgießwerkzeug arbeitet in einer bevorzugten Ausführungsform nach dem Prinzip eines aus dem Stand der Technik bekannten Vertikalwerkzeuges. Vertikal bedeutet, dass die Kernplatte auf einer vertikalen Achse oberhalb oder unterhalb der Kavitätenplatte angeordnet ist, sodass wenn die Kavitätenplatte und/oder die Kernplatte auf der gemeinsamen Achse bewegt werden, die Kerne, die auf der Kernplatte angeordnet sind, in die Kavitäten der Kavitätenplatte eintauchen, wenn sich die Kavitätenplatte und die Kernplatte aufeinander zu bewegen.
In der geschlossenen Position des Spritzgießwerkzeuges ist dann in jeder Kavität der Kavitätenplatte ein Kern der Kernplatte angeordnet. Dabei sind Kern und Kavität so ausgestaltet, dass der Kern die Kavität nicht vollständig ausfüllt, sondern sich zwischen Kavität und Kern der sogenannte Formraum ausbildet, der mit einer plastifizierten Schmelze gefüllt wird und die Form des Formteils bestimmt.
Halsbackenpaare werden typischerweise zur Ausformung eines Gewindes eines Formteils verwendet. Um das Formteil nach erfolgtem Spritzgießen zu entformen, ist es notwendig, das Formteil aus dem Formraum zu entnehmen, beispielsweise indem der Formkern aus der Kavität bewegt wird und die Halsbackenpaare das Formteil von dem Formkern abstreifen bevor die Halsbackenpaare in eine Freigabeposition auseinanderfahren, und das Formteil frei wird.
Zur Entnahme der Formteile aus dem Spritzgießwerkzeug ist in einer Ausführungsform vorgesehen, dass die Kernplatte in der offenen Position um eine Schwenkachse verschwenkbar ist.
In einer weiteren Ausführungsform ist eine Entnahmevorrichtung vorgesehen, welche in der offenen Position zwischen der Kernplatte und der Kavitätenplatte bewegbar ist und dafür vorgesehen ist, eine Mehrzahl von hergestellten Formteilen von den Kernen oder den Kavitäten zu entnehmen.
In der offenen Position befindet sich kein Kern innerhalb einer Kavität, sodass es möglich ist, dass eine Entnahmevorrichtung zwischen die Kernplatte und die Kavitätenplatte bewegt wird. Diese Entnahmevorrichtung kann beispielsweise unterhalb der Kernplatte positioniert werden und die mit dem Spritzgießwerkzeug hergestellten Formteile, die noch an den Kernen haften, entnehmen und einem weiteren Bearbeitungsschritt oder einer Transportvorrichtung zuführen. Alternativ könnten die hergestellten Formteile, die sich noch in den Kavitäten befinden, auch von der Entnahmevorrichtung angesaugt werden.
Gemäß dieser Ausführungsform ist also vorgesehen, dass sich die Kernplatte und die Kavitätenplatte zumindest so weit auseinander bewegen lassen, dass eine Entnahmevorrichtung zwischen die Kernplatte und die Kavitätenplatte geführt werden kann.
Die Anordnung der Kerne und Kavitäten auf einer gekrümmten Bahn bietet zudem den Vorteil, dass die Entnahmevorrichtung an einer zentralen Position in dem Spritzgießwerkzeug angeordnet werden kann und somit alle Kerne bzw. Kavitäten zur Entnahme der Formteile innerhalb kurzer Zeit erreichbar sind. Die Entnahmevorrichtung ist in einer Ausführungsform dabei so ausgestaltet, dass mit der Entnahmevorrichtung mehrere Formteile gleichzeitig entnehmbar sind.
Eine Bewegung der Kern- oder Kavitätenplatten über die Bewegung zwischen der geschlossenen und offenen Position hinaus ist erfindungsgemäß nicht notwendig, da die Entnahmevorrichtung die Formteile aus dem Spritzgießwerkzeug an weitere Prozesseinrichtungen übergibt. Dies bietet den Vorteil, dass das Spritzgießwerkzeug stationär ausgebildet sein kann, wodurch beispielsweise die Zuführung der plastifizierten Schmelze deutlich vereinfacht wird, da die Zuführleitungen nicht bewegt werden müssen. Dies erleichtert die Abdichtung des Heißkanals, es treten weniger Leckagen auf und der Heißkanal ist in der Fertigung weniger komplex, da keine Drehdurchführung notwendig ist.
In einer weiteren Ausführungsform sind zwei Schieberelemente vorgesehen, welche derart angeordnet und konfiguriert sind, dass jeweils eine Halsbacke des Halsbackenpaares mit dem einen Schieberelement zusammenwirkt, während die andere Halsbacke des Halsbackenpaares mit dem anderen Schieberelement zusammenwirkt, sodass bei der Bewegung des Spritzgießwerkzeuges von der geschlossenen Position zu der offenen Position durch eine Bewegung der Schieberelemente die Halsbacken von ihrer verbundenen Position in die Freigabeposition bewegt werden.
Dabei ist es möglich, dass ein Schieberelement auch gleichzeitig Halsbacken von mehreren beispielsweise benachbarten Halsbackenpaaren betätigt, sodass durch die Bewegung eines Schieberelementes mehrere Halsbacken gleichzeitig bewegt werden.
In einer weiteren Ausführungsform ist auch denkbar, dass jedem Formraum zwei einzelne Schieberelemente zugeordnet sind, die nur das Halsbackenpaar des jeweiligen Formraums bewegen. So kann ein Entformungsprozess für jeden Formraum einzeln erfolgen. In einer weiteren Ausführungsform sind die Schieberelement in den Halsbackenpaaren integriert, d.h. die Halsbackenpaare weisen selbst eine entsprechende Möglichkeit auf, die Halsbacken relativ zueinander zu bewegen.
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Kerne und die Kavitäten auf einem Kreisbogen angeordnet sind, wobei vorzugsweise die Schieberelemente kreisbogenförmig sind. Dies bietet den Vorteil, dass eine Entnahmevorrichtung, die im Mittelpunkt eines solchen Kreisbogens angeordnet ist, alle Formteile, die in einem Paar aus Kavität und Kern hergestellt worden sind, gleich schnell erreichen kann. Dafür ist beispielsweise nur eine Drehbewegung der Entnahmevorrichtung notwendig. Ein individuelles Anfahren jedes Kern-Kavitäten-Paares ist somit nicht erforderlich, wodurch Zeit eingespart werden kann. In einer weiteren Ausführungsform kann auch die Schwenkachse der Kernplatte im Mittelpunkt des Kreisbogens angeordnet sein.
Die Bewegungsachse der Schieberelemente entspricht dabei einer radialen Richtung des Kreisbogens. Dies bietet den Vorteil, dass die Schieberelemente sich nicht gegenseitig in ihrer Bewegung behindern, wenn sie von der verbundenen Position in die Freigabeposition bewegt werden.
In einer weiteren Ausführungsform sind die Kerne und die Kavitäten auf einem Kreisbogen mit einem Mittelpunktswinkel angeordnet, wobei der Mittelpunktswinkel <180° und vorzugsweise <120° ist. So wird sichergestellt, dass eine Bewegung der Schieberelemente nicht durch benachbarte Paare von Kavitäten und Kernen behindert wird. Zudem bietet das Spritzgießwerkzeug damit eine Seite, an welcher keine Kerne bzw. Kavitäten angeordnet sind, sodass hier die hergestellten Formteile besonders einfach entnommen werden können, wenn die Entnahmevorrichtung in einem Mittelpunkt des Kreisbogens oder die Kernplatte um eine zentrale Schwenkachse im Mittelpunkt des Kreisbogens verschwenkbar angeordnet ist.
In einer weiteren Ausführungsform sind die Kerne und die Kavitäten auf zwei konzentrischen Kreisbögen mit unterschiedlichem Radius angeordnet. Dies bietet den Vorteil, dass mehr Formräume auf gleicher Fläche zur Verfügung gestellt werden können, sodass in einem Spritzgießvorgang mehr Formteile produziert werden können.
In einer weiteren Ausführungsform ist in diesem Fall eine Entnahmevorrichtung derart ausgestaltet und eingerichtet, dass die Entnahmevorrichtung sowohl Formteile von Kavitäten oder Kernen auf dem äußeren Kreisbogen als auch von Kavitäten oder Kernen auf dem inneren Kreisbogen entnehmen kann. Dies geschieht indem die Entnahmevorrichtung an den Radius des jeweiligen Kreisbogens angepasst wird. Insbesondere wenn die Entnahmevorrichtung mehrere einzelne Entnahmeelemente aufweist, wobei jedes Entnahmeelement ein Formteil entnimmt, kann der Radius der Entnahmevorrichtung beispielsweise geändert werden, indem entweder einzelne oder alle Entnahmeelemente beweglich angeordnet sind und somit auf Kreisbögen mit gleichen Radien wie die Kreisbögen, auf denen die Kerne bzw. Kavitäten angeordnet sind, angeordnet werden können. Beispielsweise kann jedes zweite Entnahmeelement derart ausfahrbar sein, dass es von dem inneren Kreisbogen auf den äußeren Kreisbogen gebracht werden kann, oder die Bogenlänge eines Kreisbogens, auf welchem die Entnahmeelemente angeordnet sind, ist durch bewegliche Entnahmeelemente an den Radius der konzentrischen Kreisbögen anpassbar.
Die Anpassbewegung der Entnahmeelemente wird in einer besonders bevorzugten Ausführungsform automatisch durch die Bewegung der Entnahmevorrichtung zwischen die Kavitätenplatte und die Kernplatte eingeleitet. Wird die Entnahmevorrichtung aus dem Zwischenraum der Kavitätenplatte und der Kernplatte wieder wegbewegt, können die Entnahmeelemente automatisch wieder auf einem bestimmten Ausgangsradius zurückbewegt werden.
Dies bietet den Vorteil, dass mit der gleichen Entnahmevorrichtung die Formteile von beiden konzentrischen Kreisbögen entnommen werden können.
In einer weiteren Ausführungsform spannen Enden der Kavitäten oder Kerne, die gemeinsam auf einem äußeren Kreisbogen der konzentrischen Kreisbögen angeordnet sind, eine erste Ebene auf, wobei Enden der Kavitäten oder Kerne, die gemeinsam auf einem inneren Kreisbogen der konzentrischen Kreisbögen angeordnet sind, eine zweite Ebene aufspannen, wobei die erste und die zweite Ebene parallel und in einem Abstand zueinander angeordnet sind. Dies bedeutet, dass die Kavitäten bzw. Kerne auf den beiden unterschiedlichen Kreisbögen höhenversetzt angeordnet sind. So können beispielsweise die Kavitäten bzw. Kerne auf dem inneren Kreisbogen im Vergleich zu denen auf dem äußeren Kreisbogen tiefer liegend angeordnet sein.
Eine solche Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass die Schieberelemente, die ebenfalls auf den jeweiligen Kreisbögen angeordnet sind, sich nicht gegenseitig in ihrer Bewegung behindern, sondern ein Schieberelement der Kern-Kavitäten-Paare auf dem inneren Kreisbogen über ein Schieberelement der Kern-Kavitäten-Paare auf dem äu ßeren Kreisbogen bewegt werden kann oder umgekehrt.
In einer weiteren Ausführungsform ist ein Heißkanal vorgesehen, welcher einen Eingang zur Aufnahme einer plastifizierten Schmelze und mehrere Ausgänge zur Abgabe der plastifizierten Schmelze an die Kavitäten aufweist, wobei der Heißkanal derart angeordnet ist, dass der Eingang in einem Mittelpunkt des Kreisbogens angeordnet ist, wobei jeder Kavität ein Heißkanalabschnitt zugeordnet ist, welcher sich von einer in der Kavität vorgesehenen Pforte zu dem Eingang erstreckt, wobei vorzugsweise alle Heißkanalabschnitte gerade und gleich lang sind. Diese Anordnung lässt sich bei auf einem Kreisbogen angeordneten Kavitäten bzw. Kernen besonders leicht realisieren, indem der Eingang des Heißkanals im Mittelpunkt des Kreisbogens angeordnet ist. So wird sichergestellt, dass der Abstand des Eingangs des Heißkanals zu den einzelnen Kavitäten überall gleich ist. In diesem Fall sind wenig oder gar keine Umlenkungen und auch keine Kreuzungen oder Anordnungen auf unterschiedlichen Ebenen im Heißkanal notwendig, der Druckverlust im Heißkanal ist geringer und es muss weniger Volumen im Heißkanal geführt werden. Des Weiteren können Rohrheizkörper zum Temperieren des Heißkanals derart um den Heißkanal angeordnet werden, dass es auch zu keinen Kreuzungen der Rohrheizkörper untereinander oder mit den Heißkanalabschnitten kommt, sodass eine sehr homogene Temperaturverteilung im Heißkanal sichergestellt wird. Damit hat die plastifizierte Schmelze auch in jedem Formraum die gleiche Temperatur, da zu jedem Formraum die gleiche Wegstrecke zurückgelegt werden muss und damit eine identische Abkühlung erfolgt. Dies wiederum führt zu einer höheren Homogenität innerhalb der hergestellten Formteile, die bei einem Spritzgießvorgang hergestellt werden.
In einer weiteren Ausführungsform bilden die Paare aus Kavität und zugeordnetem Kern zwei Gruppen, wobei sich die Innenkontur der Kavität und/oder die Außenkontur des Kerns der einen Gruppe von der Innenkontur der Kavität und/oder von der Außenkontur des Kerns der anderen Gruppe unterscheidet. So können in einem Spritzgießvorgang Formteile mit unterschiedlichen Konturen hergestellt werden.
In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Spritzgießwerkzeuges ist eine Transferkette mit Greifelementen zum Halten eines hergestellten Formteils vorgesehen. Dabei ist die Kernplatte derart ausgebildet, dass mit der Kernplatte die hergestellten Formteile in der offenen Position von den Kernen an die Greifelemente übergeben werden können oder die Entnahmevorrichtung ist derart ausgebildet, dass mit der Entnahmevorrichtung die hergestellten Formteile in der offenen Position von den Kernen oder aus den Kavitäten entnommen werden können und den Greifelementen übergeben werden können.
Dies bietet den Vorteil, dass die hergestellten Formteile nicht ungeordnet beispielsweise auf ein Förderband fallen, sondern von den Greifelementen in einer definierten Position gehalten werden. Damit ist ein erneutes Einsortieren der hergestellten Formteile vor dem nächsten Bearbeitungsschritt entbehrlich, sodass Zeit eingespart werden kann.
Im Falle eines Spritzgießwerkzeuges mit Kavitäten und Kernen, die auf zwei konzentrischen Kreisbögen angeordnet sind kann die Transferkette ebenfalls zweireihig ausgeführt sein, sodass Formteile des einen Kreisbogens an die erste Reihe der Transferkette übergeben werden und Formteile des anderen Kreisbogens an die zweite Reihe der Transferkette. Bei der Anordnung der Kreisbögen auf parallelen, beabstandeten Ebenen können insbesondere die Reihen der Transferkette ebenfalls auf unterschiedlichen Ebenen angeordnet sein oder die Reihen der Transferkette sind auf einer Ebene angeordnet und der Höhenunterschied der entnommenen Formteile aufgrund der unterschiedlichen Ebenen der Kreisbögen wird von der Entnahmevorrichtung ausgeglichen.
In einer weiteren Ausführungsform weist die Transferkette zumindest einen Transferkettenabschnitt auf, in welchem die Greifelemente auf einer Geraden angeordnet sind und wobei mit der Entnahmevorrichtung die hergestellten Formteile innerhalb dieses Transferkettenabschnitts den Greifelementen übergeben werden können.
Durch die Verwendung einer separaten Entnahmevorrichtung, die sich zwischen der Kavitätenplatte und der Kernplatte sowie der Transferkette bewegt, ist eine Bewegung der Kavitäten- und Kernplatte über eine Bewegung zwischen der geschlossenen und offenen Position hinaus nicht erforderlich, um die hergestellten Formteile zu der Transferkette zu befördern.
Aber auch wenn die Kernplatte verschwenkbar angeordnet ist, um die Formteile an die Transferkette zu übergeben, so ist während dem eigentlich Spritzgießvorgang, also wenn die Paare aus Kavitäten und Kernen in der geschlossenen Position angeordnet sind, keine Bewegung des Spritzgießwerkzeuges vorgesehen. In einer Ausführungsform werden daher alle Formräume des Spritzgießwerkzeuges gleichzeitig mit der plastifizierten Schmelze befüllt, während das Spritzgießwerkzeug keine Bewegung vollführt.
In einer weiteren Ausführungsform ist ein Weiterbehandlungselement vorgesehen, wobei die Entnahmevorrichtung die aus dem Spritzgießwerkzeug entnommenen Formteile an das Weiterbehandlungselement übergibt und wobei das Weiterbehandlungselement die Formteile an die Transferkette übergibt. Bei dieser Ausführungsform können beispielsweise die Formteile in dem Weiterbehandlungselement zunächst weiter abkühlen, bevor sie weiteren Bearbeitungsschritten zugeführt werden. Des Weiteren ist denkbar, dass die produzierten Formteile in dem Weiterbehandlungselement temperiert, beschichtet, umgeformt, entkeimt, bedruckt, mit Druck beaufschlagt, bestrahlt, befüllt, verschlossen, beschriftet, vermessen, auf die Qualität kontrolliert, gereinigt, chemisch behandelt, verpackt, gewogen, neu ausgerichtet, sortiert, aussortiert oder (zwischen-)gela- gert werden. Darüber hinaus können die hergestellten Formteile auch in einem weiteren Spritzgießvorgang mit einem anderen Kunststoff ergänzt werden, wenn beispielsweise Formteile mit unterschiedlichen Kunststoffen gefertigt werden sollen. In einer weiteren Ausführungsform sind die Kerne und die Kavitäten auf einem Kreisbogen angeordnet, wobei die Entnahmevorrichtung kreisbogenförmig ausgestaltet ist und durch eine Drehbewegung, vorzugsweise um einen Mittelpunkt des Kreisbogens, zwischen die Kavitätenplatte und die Kernplatte bewegt wird. Die Drehbewegung bietet darüber hinaus den Vorteil, dass eine Übergabe der Formteile an einen Abschnitt einer Transferkette möglich ist, auf welcher die Greifelemente in einer Linie angeordnet sind.
Damit die Entnahmevorrichtung eine Drehbewegung vollführen kann, muss sichergestellt sein, dass der Raum zwischen Kavitäten- und Kernplatte frei ist und nicht beispielsweise durch Holme stückweise begrenzt wird. Derartige Holme, die sich zwischen der Kavitätenplatte und der Kernplatte erstrecken, kommen häufig bei Vertikalwerkzeugen zum Einsatz, um die Positionierungsgenauigkeit der Kerne gegenüber den Kavitäten zu erhöhen und damit Verschleiß der Werkzeugteile durch Reibung zu minimieren. Die Holme würden jedoch eine Drehbewegung der Entnahmevorrichtung behindern, sodass es sich bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Spritzgießwerkzeuges um ein holmenloses Werkzeug bzw. insgesamt um eine holmenlose Spritzgießmaschine handelt.
In einer weiteren Ausführungsform sind die Kernplatte und die Kavitätenplatte derart zueinander bewegbar ausgestaltet, dass die Kernplatte auch während dem Spritzgießvorgang in der Kavität bewegt wird, sodass beispielsweise sehr dünnwandige Formteile, insbesondere dünnwandige Behälter hergestellt werden und damit Materialkosten eingespart werden können. Das allgemeine Prinzip dieses Spritzgießens dünnwandiger Formteile ist in der EP 2 483 050 B1 beschrieben.
Darüber hinaus wird das der Erfindung zugrunde liegende Problem durch ein Spritzgießsystem mit mindestens einem Spritzgießwerkzeug gemäß einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen und einem Extruder gelöst, wobei der Extruder über einen Schmelzekanal mit dem Spritzgießwerkzeug verbunden ist, sodass in einem Betrieb des Spritzgießsystems die plastifizierte Schmelze von dem Extruder in das Spritzgießwerkzeug geleitet wird.
In einer Ausführungsform ist dabei der Formraum in der geschlossenen Position der Kavitätenplatte und der Kernplatte stationär gegenüber dem Extruder angeordnet. Dies bietet den bereits beschriebenen Vorteil, dass kein Anschluss zwischen einem sich bewegendem Bauteil, beispielsweise dem Formraum, und dem Heißkanal geschaffen werden muss, um die plastifizierte Schmelze in den Formraum zu leiten. Derartige Anschlüsse sind zu einen komplex in der Herstellung und zum anderen anfällig für Leckagen. Indem der Formraum in der geschlossenen Position stationär gegenüber dem Extruder angeordnet ist, das Spritzgießwerkzeug während dem Spritzgießvorgang, in dem vorzugsweise alle Formräume gleichzeitig befüllt werden, also keine Bewegung vollführt, können diese Nachteile vermieden werden. In einer weiteren Ausführungsform weist das Spritzgießsystem mindestens zwei Spritzgießwerkzeuge sowie den mindestens zwei Spritzgießwerkzeugen zugeordnete Einspritzzylinder auf, wobei die mindestens zwei Spritzgießwerkzeuge über einen Schmelzekanal mit dem Einspritzzylinder verbunden sind, wobei die Einspritzzylinder über mindestens einen weiteren Schmelzekanal mit dem Extruder verbunden sind, wobei in einem Betrieb des Spritzgießsystems die Einspritzzylinder abwechselnd von dem Extruder mit der plastifizierten Schmelze versorgt werden, sodass entweder das eine der mindestens zwei Spritzgießwerkzeuge in der geschlossenen Position ist und das andere Spritzgießwerkzeug der mindestens zwei Spritzgießwerkzeuge in der offenen Position ist oder umgekehrt.
Es versteht sich, dass auch mehr als zwei Spritzgießwerkzeuge in einem System zusammengefasstwerden können. Die Beschickung von zwei oder mehr Spritzgießwerkzeugen mit einem Extruder bietet den Vorteil, dass der Extruder kontinuierlich plastifizierte Schmelze produzieren kann. Wird hingegen nur ein Spritzgießwerkzeug befüllt, muss die Extrusion immer wieder gestoppt werden bis der Spritzgießvorgang im Werkzeug abgeschlossen ist und von neuem beginnen kann. Stehen zwei oder mehr Spritzgeißwerkzeuge zur Verfügung, kann das eine Werkzeug mit plastifizierter Schmelze beschickt werden, während das andere Werkzeug bereits befüllt ist und der Spritzgießvorgang beendet ist.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten werden anhand der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen und der dazugehörigen Figuren deutlich. Gleiche Bauteile sind dabei mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Spritzgießwerkzeuges in einer Draufsicht.
Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Querschnitts eines Auschnittes des erfindungsgemäßen Spritzgießwerkzeuges zu verschiedenen Zeitpunkten des Entformungsvorgangs.
Figur 3 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Spritzgießwerkzeuges mit getrennten Schieberelementen.
Figur 4 zeigt eine schematische Darstellung des Heißkanals einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Spritzgießwerkzeuges. Figur 5 zeigt die schematische Darstellung aus Figur 4 mit zusätzlichen Rohrheizkörpern, die um dem Heißkanal angeordnet sind.
Figur 6 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Spritzgießwerkzeuges, wobei die Kerne bzw. Kavitäten auf zwei konzentrischen Kreisbahnen angeordnet sind.
Figur 7 zeigt eine schematische Darstellung eines Querschnitts einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Spritzgießwerkzeuges.
Figur 8 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Spritzgießwerkzeuges mit Weiterbehandlungselement.
Figur 9 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Spritzgießsystem zu einem ersten Verfahrenszeitpunkt.
Figur 10 zeigt das Spritzgießsystem aus Figur 8 zu einem zweiten Verfahrenszeitpunkt.
Figur 11 zeigt das Spritzgießsystem aus Figur 8 zu einem dritten Verfahrenszeitpunkt.
Das erfindungsgemäße Spritzgießwerkzeug, welches in Figur 1 in einer Draufsicht dargestellt ist, weist eine Kavitätenplatte 2 mit einer Mehrzahl von Kavitäten 3 sowie eine Kernplatte 4 mit einer Mehrzahl von Kernen 5 auf. Wie dem Querschnitt eines Werkzeugsausschnittes in Figur 2 zu entnehmen ist, werden die Kavitäten 3 der Kavitätenplatte 2 über einen Heißkanal 9 mit plastifizierter Schmelze versorgt, um eine Mehrzahl von Vorformlingen 1 herzustellen, wenn die Kerne 5 in der geschlossenen Position des Werkzeuges in den Kavitäten 3 angeordnet sind (Fig. 2 links).
In Figur 2 rechts ist das Spritzgießwerkzeug in einer offenen Position dargestellt, d.h. es ist kein Kern 5 innerhalb einer Kavität 3 angeordnet. Wird hingegen die Kavitätenplatte 2 bzw. die Kernplatte 4 relativ zu der jeweils anderen Platte in eine geschlossene Position bewegt, so ist in jeder Kavität 3 ein Kern 5 angeordnet, sodass ein Formraum zur Aufnahme der plastifizierten Schmelze gebildet wird (Figur 2 links).
Gemäß der in Figur 1 gezeigten Ausführungsform sind die Kerne 5 und die Kavitäten 3 auf einer Kreisbahn 6 angeordnet. Eine Entnahmevorrichtung 14 ist kreisbogenförmig ausgestaltet und kann in der offenen Position der Kernplatte 4 und der Kavitätenplatte 2 durch eine Drehbewegung zwischen die beiden Platten 2, 4 bewegt werden, um die hergestellten Vorformlinge 1 von den Kernen 5 oder den Kavitäten 3 zu entnehmen. Wenn dies erfolgt ist, gibt die Entnahmevorrichtung 14 die Vorformlinge 1 an eine Transferkette 12 weiter. Die Transferkette 12 transportiert die hergestellten Vorformlinge zu einem nachfolgenden Maschinenabschnitt, in welchem die Vorformlinge 1 weiterbearbeitet werden.
Die Transferkette 12 weist zu diesem Zweck Greifelemente auf, mit welchen die hergestellten Vorformlinge 1 gehalten werden. Dadurch ist ein Einsortieren der hergestellten Vorformlinge 1 im nachfolgenden Bearbeitungsschritt nicht notwendig, sondern die Vorformlinge 1 werden direkt in der richtigen Orientierung an den nachfolgenden Bearbeitungsschritt weitergegeben.
Die Transferkette 12 weist zudem einen Transferkettenabschnitt auf, in welchem die Greifele- mente, wie den Figuren zu entnehmen ist, auf einer Geraden angeordnet sind. Die Entnahmevorrichtung 14 übergibt die hergestellten Vorformlinge 1 in den in den Figuren 1 bis 5 dargestellten Ausführungsformen innerhalb dieses Transferkettenabschnitts den Greifelementen.
Das Spritzgießwerkzeug gemäß den gezeigten Ausführungsformen weist weiterhin Halsbackenpaare 15,16 auf, die jedem Paar aus Kern 5 und Kavität 3 zugeordnet und an der Kernplatte 4 angeordnet sind und deren Innenkontur ein Innengewinde aufweist, wobei die Innenkontur einem Abschnitt der Außenkontur des herzustellenden Vorformlings 1 entspricht.
Dabei ist das Halsbackenpaar 15, 16 mithilfe von Schieberelementen 7, 8 zwischen einer Halteposition, in welcher die beiden Halsbacken 15, 16 des Halsbackenpaares miteinander in Kontakt stehen, und einer Freigabeposition, in welcher die beiden Halsbacken 15, 16 des Halsbackenpaares nicht miteinander in Kontakt stehen, hin- und herbewegbar. In den beiden linken Abbildungen der Figur 2 befinden sich die Schieberelemente 7, 8 bzw. die Halsbackenpaare 15, 16 in der Halteosi- tion. In der zweiten Abbildung von rechts der Figur 2 vollführen die Schieberelemente 7, 8 hingegen eine Bewegung, die die Halsbackenpaare 15, 16 von der Halteposition und die Freigabeposition verschiebt, die in der rechten Abbildungen der Figur 2 gezeigt ist.
Der Spritzgießvorgang läuft also so ab, dass zunächst der Kern 5 vollständig in der Kavität 3 angeordnet ist und eine plastifizierte Schmelze in der Formraum eingefüllt wird. Sobald die plastifizierte Schmelze zu erstarren beginnt, wird die Kernplatte 4 von der Kavitätenplatte 2 wegbewegt, wobei zunächst der Vorformling noch von dem Halsbackenpaar 15, 16 am Formkern 5 gehalten wird. Wenn der Formkern 5 aus der Kavität 3 geführt ist, vollführen die Schieberelemente 7, 8 eine Bewegung, die die Halsbackenpaare 15, 16 von der Halteposition in die Freigabeposition bewegt, sodass der Vorformling 1 entnommen werden kann.
Die Schieberelemente 7, 8 sind derart ausgestaltet, dass ein Schieberelement 7 jeweils mit einer Halsbacke 15 eines Halsbackenpaares zusammenwirkt, während die andere Halsbacke 16 des Halsbackenpaares mit dem anderen Schieberelement 8 zusammenwirkt. Dabei bewegt gemäß der in den Figuren 1 sowie 4 bis 6 gezeigten Ausführungsformen ein Schieberelement 7 mehrere Halsbacken 15, 16 verschiedener Halsbackenpaare, sodass mit einer Bewegung der Schieberelemente 7, 8 mehrere Halsbackenpaare von ihrer Halteposition in die Freigabeposition oder umgekehrt bewegt werden.
Im Gegensatz dazu ist in Figur 3 eine Ausführungsform dargestellt, bei welcher jedem Paar aus Kern 5 und Kavität 3 zw. dem daraus gebildeten Formraum einzelne Schieberelemente 7, 8 zugeordnet sind. Damit bewirkt jedes Schieberelement 7, 8 nur eine Bewegung einer einzigen Halsbacke 15, 16, sodass das Öffnen der Halsbackenpaare unabhängig von den benachbarten Paaren aus Kern 5 und Kavität 3 erfolgt.
Die Schieberelemente 7, 8 werden bei der Öffnungsbewegung in radialer Richtung zu der Kreisbahn 6 bewegt, wobei die Schieberelemente 7, 8 derart ausgestaltet sind, dass sie sich nicht gegenseitig in ihrer Bewegung behindern. Zu diesem Zweck sind die Schieberelemente 7, 8 kreisbogenförmig ausgeführt.
Darüber hinaus sind die Kerne 5 und die Kavitäten 3 auf einem Kreisbogen 6 derart angeordnet, dass ein Mittelpunktswinkel des Kreisbogens 6 kleiner als 180° ist. Hierdurch wird vor allem sichergestellt, dass ein Paar aus Kern 5 und Kavität 3 die Öffnungsbewegung der Schieberelemente 7, 8 nicht behindert, wenn die Bewegung der Schieberelement, wie beispielsweise in Figur 1 dargestellt, nicht in radialer Richtung zu der Kreisbahn 6 erfolgt.
In Figur 4 ist gezeigt, wie die Kavitäten 3 mit dem Heißkanal 9 verbunden sind, um eine plastifizierte Schmelze in die Formräume zu leiten, wenn sich das Spritzgießwerkzeug in seiner geschlossenen Position befindet.
Zu diesem Zweck weist der Heißkanal 9 einen Eingang 10 zur Aufnahme der plastifizierten Schmelze sowie mehrere Ausgänge 11 zur Abgabe der plastifizierten Schmelze an die Kavitäten 3 auf, wobei der Heißkanal 9 derart ausgestaltet ist, dass jeder Kavität 3 ein Heißkanalabschnitt 9‘ zugeordnet ist. Zudem ist der Eingang 10 des Heißkanals im Mittelpunkt des Kreisbogens 6 angeordnet.
Der Heißkanalabschnitt 9‘ erstreckt sich von dem Eingang 10 des Heißkanals 9 zu einer in der Kavität 3 vorgesehenen Pforte zum Eintritt der plastifizierten Schmelze. Durch die Anordnung des Eingangs 10 des Heißkanals 9 im Mittelpunkt des Kreisbogens 6 sind alle Heißkanalabschnitte 9‘ gleich lang. Dies hat den Vorteil, dass die plastifizierte Schmelze beim Eintritt in die Kavitäten 3 bei jeder Kavität den gleichen Umgebungseinflüssen ausgesetzt ist. Dies führt wiederum zu einer höheren Homogenität innerhalb eines Spritgießvorgangs hergestellter Vorformlinge 1 .
In Figur 5 ist zudem gezeigt, wie Rohrheizkörper 17 um den Heißkanal 9 angeordnet sind, um die Temperatur im Heißkanal 9 homogen zu halten. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Heißkanals 9 bietet den Vorteil, dass die Rohrheizkörper 17 schlangenförmig um die Heißkanalabschnitte 9‘ angeordnet werden können, wodurch es zu keinen Kreuzungen der Rohrheizkörper untereinander oder mit den Heißkanalabschnitten 9‘ kommt, sodass eine sehr homogene Temperaturverteilung im Heißkanal 9 sichergestellt wird
In der Figur 6 ist eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Spritzgießwerkzeuges dargestellt, wobei die Kerne 5 und die Kavitäten 3 auf einer Ebene auf zwei konzentrischen Kreisbögen 6, 6‘ mit unterschiedlichen Radien angeordnet sind.
Dabei ist ein zusätzliches Schieberelement 8‘ vorgesehen, welches sowohl die Halsbackenpaare der Paare aus Kernen 5 und Kavitäten 3 bewegt, die auf der äußeren Kreisbahn 6 angeordnet sind, als auch die Halsbackenpaare der Paare aus Kavitäten 3 und Kernen 5, die auf der inneren Kreisbahn 6‘ angeordnet sind.
Zum Entformen der hergestellten Vorformlinge 1 werden daher in einer Ausführungsform zunächst die Schieberelemente 8‘ und 8 von dem Schieberelement 7 entfernt, sodass die Vorformlinge 1 auf der äußeren Kreisbahn 6 entformt werden können und anschließend werden die Schieberelemente 7 und 8‘ von dem Schieberelement 8 entfernt, sodass die hergestellten Vorformlinge 1 auf der inneren Kreisbahn 6‘ entformt werden können. Der Entformungsprozess der Vorformlinge 1 auf dem äußeren Kreisbogen 6 erfolgt also zeitversetzt zu dem Entformungsprozess der Vorformlinge 1 auf dem inneren Kreisbogen 6‘.
Die entfernten Vorformlinge 1 werden mithilfe der Entnahmevorrichtung 14 auch bei dieser Ausführungsform an eine Transferkette 12 weitergeleitet. Bei der in Figur 6 gezeigten Ausführungsform besteht die T ransferkette 12 jedoch aus zwei parallelen Bahnen, auf welchen jeweils Greifelemente zur Aufnahme der Vorformlinge 1 angeordnet sind. Dabei werden die Vorformlinge 1 der äußeren Kreisbahn 6 auf einer anderen Bahn der Transferkette 12 angeordnet als die Vorformlinge 1 der inneren Kreisbahn 6‘.
Alternativ können, wie in Figur 7 dargestellt, die Schieberelemente 7, 8 der konzentrischen Kreisbögen 6, 6‘ auch auf unterschiedlichen Ebenen angeordnet sein, sodass sowohl den Kavitäten 3 und Kernen 5 auf der inneren Kreisbahn 6‘ als auch den Kavitäten 3 und Kernen 5 auf der äußeren Kreisbahn 6 jeweils Paare aus Schieberelementen 7, 8, 7‘, 8‘ zugeordnet sind und ein Entformen der Vorformlinge 1 gleichzeitig erfolgen kann, indem ein Schieberelement 7, 8, welches der äußeren Kreisbahn 6 zugeordnet ist, über ein Schieberelement 7‘, 8‘, welches der inneren Kreisbahn 6‘ zugeordnet ist, bewegt werden kann.
Zudem können beispielsweise auf der inneren Kreisbahn 6‘ die Innenkonturen der Kavitäten 3 und/oder die Außenkonturen der Kerne 5 anders ausgestaltet sein als auf der äußeren Kreisbahn 6, sodass in der geschlossenen Position ein anderer Formraum gebildet wird und Vorformlinge 1 mit einer anderen Au ßen- und Innenkontur hergestellt werden. Es wäre jedoch auch denkbar, dass die Vorformlinge, die in dem oberen rechten Quadranten des Spritzgießwerkzeuges hergestellt werden, eine andere Außenkontur aufweisen, als Vorformlinge 1 , die in dem oberen linken Quadranten des Spritzgießwerkzeuges hergestellt werden. Bei beiden Ausführungsformen werden in einem Spritzgießvorgang unterschiedliche Vorformlinge 1 hergestellt.
In Figur 8 ist eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Spritzgießwerkzeuges dargestellt, wobei das Spritzgießwerkzeug im Wesentlichen dem in Figur 1 gezeigten Spritzgießwerkzeug entspricht, außer dass die Entnahmevorrichtung 14 die hergestellten Vorformlinge nicht direkt an die Transferkette 12 übergibt, sondern zunächst an ein Weiterbehandlungselement 13, in welchem die hergestellten Vorformlinge 1 beispielsweise weiter gekühlt oder anderweitig nachbehandelt werden. Das Weiterbehandlungselement 13 übergibt dann die weiterbehandelten Vorformlinge 13 an die Transferkette 12.
In den Figuren 9 bis 11 ist eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Spritzgießsystems mit zwei Spritzgießwerkzeugen, einem Extruder 18 und zwei den Spritzgießwerkzeugen zugeordneten Einspritzzylindern 19, 20 gezeigt.
Der Extruder 18 ist über Schmelzekanäle 21 mit den Einspritzzylindern 19, 20 verbunden. Die Verbindung ist durch Ventile 22 derart ausgestaltet, dass entweder der eine Einspritzzylinder 19, 20 mit plastifizierter Schmelze versorgt wird oder der andere Einspritzzylinder 20, 19.
In Figur 9 ist der Fall gezeigt, dass der Einspritzzylinder 19 des linken der beiden Spritzgießwerkzeuge gerade mit plastifizierter Schmelze befüllt wird, während die im Spritzgießwerkzeug hergestellten Vorformlinge 1 mithilfe der Entnahmevorrichtung 14 an die Transferkette 12 übergeben werden. Das linke Spritzgießwerkzeug befindet sich also zu dem in Figur 9 dargestellten Verfahrenszeitpunkt in der offenen Position. Das rechte der beiden Spritzgießwerkzeuge befindet sich hingegen in der geschlossenen Position und wird durch den Einspritzzylinder 20 mit plastifizierter Schmelze versorgt. In Figur 10 ist dann der Verfahrenszeitpunkt dargestellt, zu welchem der Einspritzvorgang in dem rechten Spritzgießwerkzeug abgeschlossen ist, d.h. der Einspritzzylinder 20 vollständig entleert ist. Bei dem linken Spritzgießwerkzeug sind zudem alle hergestellten Vorformlinge 1 an die Transferkette 12 übergeben.
In Figur 11 ist dann das entsprechend umgekehrte Verhalten zu Figur 8 dargestellt. Der Einspritzzylinder 20 des rechten Spritzgießwerkzeuges wird befüllt, während die in diesem Werkzeug hergestellten Vorformlinge mit Hilfe der Entnahmevorrichtung 14 des rechten Spritzgießwerkzeuges an die Transferkette 12 übergeben werden. Zu diesem Zweck findet sich das rechte Werkzeug in seiner offenen Position. Gleichzeitig erfolgt bei dem linken Spritzgießwerkzeug ein neuer Einspritzvorgang, d.h. das linke Werkzeug befindet sich in seiner geschlossenen Position.
So kann ermöglicht werden, dass mit dem Extruder 18 ohne Unterbrechung plastifizierte Schmelze extrudiert wird und so innerhalb kürzerer Zeit mehr Vorformlinge 1 mit höherer Qualität hergestellt werden können.
Bezugszeichen Vorformling Kavitätenplatte Kavität Kernplatte Kern gekrümmte Bahn/ äußerer Kreisbogen ‘ innerer Kreisbogen , 8, 7‘, 8‘ Schieberelemente Heißkanal ‘ Heißkanalabschnitt 0 Eingang Heißkanal 1 Ausgang Heißkanal 2 Transferkette 3 Weiterbehandlungselement 4 Entnahmevorrichtung 5,16 Halsbacken 7 Rohrheizkörper 8 Extruder 9,20 Einspritzzylinder 1 Schmelzekanal 2 Ventil

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e Spritzgießwerkzeug zur Herstellung einer Mehrzahl von Formteilen (1 ) mit einer Kavitätenplatte
(2), welche eine Mehrzahl von Kavitäten
(3) aufweist, deren Innenkontur zumindest einem Abschnitt der Au ßenkonturen der herzustellenden Formteile (1 ) entspricht, und einer Kernplatte (4), welche eine Mehrzahl von Kernen (5) aufweist, deren Außenkontur zumindest einem Abschnitt der Innenkonturen der herzustellenden Formteile (1 ) entspricht, wobei die Kavitätenplatte (2) und die Kernplatte
(4) relativ zueinander zwischen einer geschlossenen Position, in welcher jeder Kern (5) jeweils in einer Kavität (3) angeordnet ist, und einer offenen Position, in welcher kein Kern (5) innerhalb einer Kavität (3) angeordnet ist, hin und her bewegbar sind, wobei in der geschlossenen Position von jeder Kavität (3) und dem darin angeordneten Kern (5) ein Formraum zur Aufnahme einer plastifizierten Schmelze gebildet wird, wobei jedem Formraum ein Halsbackenpaar aus zwei Halsbacken (15, 16) zugeordnet ist, wobei die Innenkontur des Halsbackenpaares einem Abschnitt der Außenkontur des herzustellenden Formteils (1 ) entspricht, wobei das Halsbackenpaar an der Kernplatte angeordnet ist und zwischen einer Halteposition, in welcher die beiden Halsbacken (15, 16) des Halsbackenpaares miteinander in Kontakt stehen, und einer Freigabeposition, in welcher die beiden Halsbacken (15, 16) des Halsbackenpaares nicht miteinander in Kontakt stehen, hin und her bewegt werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass die Kerne
(5) und die Kavitäten (3) auf einer gekrümmten Bahn
(6) angeordnet sind. Spritzgießwerkzeug nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Kernplatte (4) in der offenen Position um eine Schwenkachse verschwenkbar ist, um die hergestellten Formteile aus dem Spritzgießwerkzeug zu entnehmen oder, dass eine Entnahmevorrichtung (14) vorgesehen ist, welche in der offenen Position zwischen der Kernplatte (4) und der Kavitätenplatte (2) bewegbar ist und dafür vorgesehen ist, eine Mehrzahl von hergestellten Formteilen (1 ) von den Kernen (5) oder den Kavitäten (3) zu entnehmen. Spritzgießwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Schieberelemente (7,8) vorgesehen sind, welche derart angeordnet und konfiguriert sind, dass jeweils eine Halsbacke (15, 16) des Halsbackenpaares mit dem einen Schieberelement
(7) zusammenwirkt, während die andere Halsbacke (16, 15) des Halsbackenpaares mit dem anderen Schieberelement (8) zusammenwirkt, so dass bei der Bewegung des Spritzgießwerkzeuges von der geschlossenen Position zu der offenen Position durch eine Bewegung der Schieberelemente (7,8) die Halsbacken (15, 16) von ihrer Halteposition in die Freigabeposition bewegt werden. Spritzgießwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kerne (5) und die Kavitäten (3) auf einem Kreisbogen (6) angeordnet sind, wobei vorzugsweise die Schieberelemente (7, 8) kreisbogenförmig sind. Spritzgießwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche soweit abhängig von Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein einzelnes Schieberelement (7, 8) der zwei Schieberelemente (7, 8) Halsbacken (15, 16) von mehreren Halsbackenpaaren bewegt, sodass durch die Bewegung des einzelnen Schieberelements (7, 8) mehrere Halsbacken (15, 16) bewegt werden oder, dass jedem Formraum zwei einzelne Schieberelemente (7,
8) zugeordnet sind, die nur das Halsbackenpaar des jeweiligen Formraums bewegen. Spritzgießwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kerne (5) und die Kavitäten (3) auf einem Kreisbogen (6) mit einem Mittelpunktswinkel angeordnet sind, wobei der Mittelpunktswinkel kleiner als 180° und vorzugsweise kleiner als 120° ist. Spritzgießwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kerne (5) und die Kavitäten (3) auf zwei konzentrischen Kreisbögen (6, 6‘) mit unterschiedlichem Radius angeordnet sind, wobei vorzugsweise die Entnahmevorrichtung (14) derart ausgestaltet und eingerichtet ist, dass mit der gleichen Entnahmevorrichtung (14) Formteile von den Kernen (5) oder den Kavitäten (3) beider konzentrischer Kreisbögen (6, 6‘) entnehmbar sind, indem die Entnahmevorrichtung (14) an den Radius der Kreisbögen (6, 6‘) angepasst wird. Spritzgießwerkzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass Enden der Kavitäten (3) oder Kerne (5), die gemeinsam auf einem äußeren Kreisbogen (6) der konzentrischen Kreisbögen (6, 6‘) angeordnet sind, eine erste Ebene aufspannen, wobei Enden der Kavitäten (3) oder Kerne (5), die gemeinsam auf einem inneren Kreisbogen (6‘) der konzentrischen Kreisbögen (6, 6‘) angeordnet sind, eine zweite Ebene aufspannen, wobei die erste Ebene und die zweite Ebene parallel und in einem Abstand zueinander angeordnet sind.
9. Spritzgießwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche soweit abhängig von Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Heißkanal (9) vorgesehen ist, welcher einen Eingang (10) zur Aufnahme einer plastifizierten Schmelze und mehrere Ausgänge
(11 ) zur Abgabe der plastifizierten Schmelze an die Kavitäten (3) aufweist, wobei der Heißkanal (9) derart angeordnet ist, dass der Eingang (10) in einem Mittelpunkt des Kreisbogens angeordnet ist, wobei jeder Kavität (3) ein Heißkanalabschnitt (9‘) zugeordnet ist, welcher sich von einer in der Kavität (3) vorgesehenen Pforte zu dem Eingang (10) erstreckt, wobei alle Heißkanalabschnitte (9‘) gleich lang sind.
10. Spritzgießwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Paare aus Kavität (3) und zugeordnetem Kern (5) mindestens zwei Gruppen bilden, wobei sich die Innenkontur der Kavität (3) und/oder die Außenkontur des Kerns (5) der einen Gruppe von der Innenkontur der Kavität (3) und/oder von der Außenkontur des Kerns (5) der anderen Gruppe unterscheidet.
11 . Spritzgießwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Transferkette (12) mit Greifelementen zum Halten eines hergestellten Formteils (1 ) vorgesehen ist, wobei die Kernplatte (4) derart ausgebildet ist, dass mit der Kernplatte (4) die hergestellten Formteile (1 ) in der offenen Position von den Kernen (5) an die Greifelemente übergeben werden können, oder wobei die Entnahmevorrichtung (14) derart ausgebildet ist, dass mit der Entnahmevorrichtung (14) die hergestellten Formteile (1 ) in der offenen Position von den Kernen (5) oder aus den Kavitäten (3) entnommen werden können und den Greifelementen übergeben werden können.
12. Spritzgießwerkzeug nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Transferkette
(12) zumindest einen Transferkettenabschnitt aufweist, in welchem die Greifelemente auf einer Geraden angeordnet sind und wobei mit der Entnahmevorrichtung (14) die hergestellten Formteile (1 ) innerhalb dieses Transferkettenabschnitts den Greifelementen übergeben werden können.
13. Spritzgießwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche soweit abhängig von Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Weiterbehandlungselement (13) vorgesehen ist, wobei die Kernplatte (4) oder die Entnahmevorrichtung (14) die aus dem Spritzgießwerkzeug entnommenen Formteile (1 ) an das Weiterbehandlungselement
(13) übergibt und wobei das Weiterbehandlungselement (13) die Formteile (1 ) an die Transferkette (12) übergibt. 21 Spritzgießwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche soweit abhängig von Anspruch 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Entnahmevorrichtung (14) kreisbogenförmig ausgestaltet ist und durch eine Drehbewegung, vorzugsweise um einen Mittelpunkt des Kreisbogens (6), zwischen die Kavitätenplatte (2) und die Kernplatte (4) bewegt wird. Spritzgießsystem mit mindestens einem Spritzgießwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche und einem Extruder (18), wobei der Extruder (18) über einen Schmelzekanal (21 ) mit dem Spritzgießwerkzeug verbunden ist, sodass in einem Betrieb des Spritzgießsystems die plastifizierte Schmelze von dem Extruder (18) in das Spritzgießwerkzeug geleitet wird. Spritzgießsystem nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Formraum in der geschlossenen Position der Kavitätenplatte (2) und der Kernplatte (4) stationär gegenüber dem Extruder (18) angeordnet ist. Spritzgießsystem nach einem der Ansprüche 15 oder 16, wobei das Spritzgießsystem mindestens zwei Spritzgießwerkzeuge sowie den mindestens zwei Spritzgießwerkzeugen zugeordnete Einspritzzylinder (19, 20) aufweist, wobei die mindestens zwei Spritzgießwerkzeuge über den Schmelzekanal (21 ) mit dem Einspritzzylinder (19, 20) verbunden sind, wobei die Einspritzzylinder (19, 20) über mindestens einen weiteren Schmelzekanal (21 ) mit dem Extruder (18) verbunden sind, wobei in einem Betrieb des Spritzgießsystems die Einspritzzylinder (19, 20) abwechselnd von dem Extruder (18) mit der plastifizierten Schmelze versorgt werden, sodass entweder das eine der mindestens zwei Spritzgießwerkzeuge in der geschlossenen Position ist und das andere Spritzgießwerkzeug der mindestens zwei Spritzgießwerkzeuge in der offenen Position ist oder umgekehrt.
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