WO2013000734A2

WO2013000734A2 - Vorrichtung und verfahren zur herstellung von spritzgiessteilen mit unterschiedlichen komponenten

Info

Publication number: WO2013000734A2
Application number: PCT/EP2012/061426
Authority: WO
Inventors: Rainer Armbruster
Original assignee: Foboha GmbH
Current assignee: Foboha GmbH
Priority date: 2011-06-30
Filing date: 2012-06-15
Publication date: 2013-01-03
Anticipated expiration: 2013-12-30
Also published as: CH705141A2; US9718227B2; EP2726265A2; CN103732376A; CN103732376B; IN2014CN00594A; EP2726265B1; WO2013000734A3; US20140134366A1

Abstract

Bei einer Vorrichtung und einem Verfahren zur Herstellung von Kunststoffteilen aus wenigstens zwei unterschiedlichen Teilelementen (15; 16) sind erste und zweite Kavitätenhälften (3) und ein zwischen diesen angeordneter, drehbarer Mittelblock (6) mit mittleren und dritten Kavitätenhälften (8; 17), die mit den ersten und den zweiten Kavitätenhälften eine erste und eine zweite Trennebene bilden, vorgesehen. In der ersten Trennebene bilden sind erste Kavitäten gebildet, in die eine erste Kunststoffkomponente eingebracht wird, so dass Vorformlinge (12) geformt werden. Beim Öffnen der ersten Trennebene verbleiben die Vorformlinge (12) an den mittleren Kavitätenhälften (8) und werden durch Drehen des Mittelblocks (6) in die zweite Trennebene gebracht, in der zweite Kavitäten zumindest teilweise mit den Vorformlingen (12) gebildet werden, in die eine zweite Kunststoffkomponente wird eingebracht und erste Teilelemente(15) hergestellt werden. Zweite Teilelemente (16) werden in den zusätzlichen Kavitäten hergestellt. Beim Öffnen der zweiten Trennebene verbleiben die Teilelemente (15; 16) an den mittleren und dritten Kavitätenhälften (8) und werden durch Drehen des Mittelblocks (6) in eine seitliche Montageposition gedreht.

Description

VORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG VON SPRITZGIESSTEILEN MIT UNTERSCHIEDLICHEN KOMPONENTEN

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Spritzgiessen und Montieren von Kunststoff teilen aus mehreren Kunststoffkomponenten, insbesondere eine Spritzgiessvorrichtung mit einem drehbaren Würfelwerkzeug, nach dem Oberbegriff der unabhängigen Ansprüche.

Aus dem Stand der Technik sind Spritzgiessvorrichtungen zum Spritzgiessen mit einem oder mehreren drehenden Mittelformteilen, meist in Form eines Würfels, bekannt. Diese werden z. B. zur effizienten Herstellung von mehrkomponentigen Kunststoff teilen verwendet.

I n der EP 1 1 55802 ist eine Spritzgiessmaschine mit zwei Trennebenen und einem Wendesystem gezeigt, das zwischen einer feststehenden und einer beweglichen Formaufspannplatte angeordnet ist und einen mittleren Drehblock mit Kavitätenhälften an den Seitenflächen aufweist. Der mittlere Drehblock ist durch eine untere und eine obere Hal- tevorrichtung zwischen den Formaufspannplatten gehalten und um eine vertikale Achse drehbar. Die Haltevorrichtungen sind an Holmen der Spritzgiessmaschine geführt. Um das Gewicht des mittleren Formteils zu kompensieren kann die untere Haltevorrichtung auf dem Maschinenbett der Spritzgiessmaschine abgestützt sein. Durch Einspritzstationen wird eine Kunststoffkomponente in Kavitäten zwischen Kavitätenhälften an den Formaufspannplatten und dem Drehblock gespritzt, so dass Spritzgussteile entstehen. Nach dem Einspritzen können die Spritzgussteile am Drehblock verbleiben und in eine um 90° gedrehte Position zum Auskühlen und Auswerfen gedreht werden. Aus der WO 2009/080827 ist eine Spritzgiessvorrichtung mit einer seitlich an einem Drehblock angeordneten Bearbeitungsvorrichtung bekannt, die zur Bearbeitung oder Manipulation von Teilen oder Zwischenprodukten vorgesehen ist, die in einer ersten oder zweiten Trennebene hergestellt wurden und am Drehblock anhaften. Die Bearbeitungsvorrichtung kann an einer Traverse oder an einem Halterahmen der Spritzgiessvorrichtung angebracht sein und wird beim Verfahren des Drehblocks mit bewegt. Ferner kann die Bearbeitungsvorrichtung am Halterahmen in mindestens einer Richtung beweglich angeordnet sein, so dass sie gegenüber dem Drehblock positioniert werden kann. Die Bearbeitungsvorrichtung kann z. B. durch eine Verdeckelungsvorrichtung gegeben sein oder es können weitere Teile zugeführt werden und mit der Bearbeitungsvorrichtung an den Spritzgiessteilen angesetzt werden. Die Herstellung von Kunststoff teilen aus mehreren unterschiedlichen Kunststoffkomponenten ist bei dieser Spritzgiessvorrichtung nicht vorgesehen.

I n der WO2004/ 1 03676 wird ebenfalls die Herstellung von Spritzgiessteilen aus mehreren Teilelementen in einer Spritzgiessvorrichtung mit Würfeltechnik gezeigt. I n einem ersten Verfahrensbereich werden zwei Teilelemente in Kavitäten hergestellt, die zwischen äusseren ersten Formhälften und zweiten Formhälften an einem Drehwürfel ausgebildet sind. Anschliessend wird der Würfel mit den Teilelementen in einen zweiten Verfahrensbereich gedreht, in dem die Teilelemente mit einer Umsetzvorrichtung zusammengefügt werden. Durch weiteres Drehen kommen die zusammengefügten Teilelemente in einem dritten Verfahrensbereich zu liegen, in dem sie in einer dritten Kavität mit einem dritten Teilelement verbunden werden, wobei die Wandung der dritten Kavität bereichsweise durch das erste oder zweite Teilelement gebildet wird. Durch weiteres Drehen gelangen die zusammengefügten Teilelemente in einen vierten Verarbeitungsbereich, in dem sie aus der Spritzgiessvorrichtung entnommen werden. Bei der Herstellung von Kunststoff- teilen mit einer solchen Spritzgiessvorrichtung sind zu beiden Seiten der Vorrichtung zusätzliche Bearbeitungseinheiten notwendig, welche zur Handhabung der Spritzgiessteile während der Herstellung erforderlich sind.

Die DE 1 0200601 6200 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von mehrkomponenti- gen Kunststoff-Formteilen, wobei mit zwei äusseren Formaufspannplatten mit äusseren Kavitätenhälften und einem mittleren drehbaren Formträgerelement mit mindestens vier Kavitätenhälften in zwei Trennebenen Kavitäten gebildet werden, in die Kunststoff- Schmelzen eingespritzt werden. Dabei werden in einem ersten Schritt in den beiden Trennebenen in ersten Kavitäten Vorspritzlinge unterschiedlicher Bauteile gefertigt. Anschliessend wird das Formträgerelement gedreht und es werden neue Kavitäten mit anderen Kavitätenhälften des Formträgerelements gebildet, wobei die Vorspritzlinge in den äusseren Kavitätenhälften der äusseren Formaufspannplatten verbleiben. In einem zweiten Schritt werden die Vorspritzlinge mit einer PUR-Giesshaut überzogen. Neben der Spritzgiessvorrichtung ist ein Robotersystem angeordnet, das Greifer- und Vorbehandlungseinheiten umfasst, mit welchen z. B. Trennmittel auf die Oberflächen von Formhälften aufgetragen oder die fertigen Bauteile entnommen werden können. Dabei werden die verschiedenen Bauteile an unterschiedlichen Seiten des drehbaren Formträgerelements fertig gestellt, wodurch eine Entnahme und Weiterverarbeitung der Bauteile erschwert wird. Ferner müssen zu beiden Seiten der Spritzgiessvorrichtung Greifer vorgesehen sein, die zwischen die Kavitätenhälften eingreifen, um die Bauteile zu entnehmen.

Ähnliches gilt für eine Vorrichtung zum Entfernen von Werkstücken aus einer Spritzgiessvorrichtung nach der US 55 1 8387. Diese beruht auf Schwenkarmen, welche bei geöffneter Spritzgiessvorrichtung von der Seite her um eine parallel zur Trennebene angeordnete Drehachse in die Trennebene eingeschwenkt werden. Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine verbesserte Spritzgiessvorrichtung zum Spritzgiessen und Montieren von Kunststoff teilen aus mehreren Kunststoffkomponenten zu zeigen, die eine einfache und schnelle Fertigung ermöglicht sowie eine präzise Positionierung von Kunststoffteilen erleichtert.

Ferner ist es eine Aufgabe der Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von Kunststoff teilen aus mehreren Kunststoffkomponenten bereit zu stellen, das einen flexiblen und raschen Herstellungsprozess unterstützt und eine Fertigung mit geringen Toleranzen gewährleistet.

Diese Aufgabe wird durch die in den unabhängigen Patentansprüchen definierte Spritzgiessvorrichtung und ein entsprechendes Verfahren gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und verschiedene Alternativen gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Eine Spritzgiessvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung dient insbesondere zur Fertigung von Kunststoff teilen, die sich aus mehreren Teilelementen zusammensetzen und bei welchen zumindest eines der Teilelemente aus mehreren sich z. B. unterscheidenden Kunststoffmaterialien oder Farben, usw. besteht. Die Spritzgiessvorrichtung weist erste Kavitätenhälften und zweite Kavitätenhälften auf, die jeweils mit weiteren Kavitätenhälften an einem Mittelblock Kavitäten für die Teilelemente bilden können. Die Kavitätenhälften sind an Formaufspannplatten vorgesehen, die bei Bedarf lösbar innerhalb der Spritzgiessvorrichtung angeordnet sind. Die zweiten Kavitätenhälften sind gegenüber den ersten Kavitätenhälften entlang einer Längsachse der Spritzgiessvorrichtung in einer ersten Richtung verschiebbar. Der Mittelblock ist zwischen den ersten und den zweiten Kavitätenhälften angeordneten und um eine Achse drehbar sowie in der ersten Richtung verschiebbar vorgesehen. Der Mittelblock weist an wenigstens einer Seitenfläche mittlere Kavitätenhälften auf, die mit den ersten und den zweiten Kavitätenhälften Kavitäten in einer ersten und einer zweiten Trennebene, bzw. einer ersten und einer zweiten Schliess- position, bilden. Die ersten und zweiten Kavitätenhälften, bzw. die Formaufspannplatten, und der Mittelblock können z. B. an Holmen der Spritzgiessvorrichtung angeordnet sein und z. B. durch eine Koordinationseinrichtung relativ zu einander in und entgegen der ersten Richtung in Längsrichtung bewegt werden, um die Trennebenen zu öffnen und zu schliessen.

Die ersten Kavitätenhälften bilden mit den mittleren Kavitätenhälften erste Kavitäten zur Aufnahme einer ersten Kunststoffkomponente und zur Ausformung von Vorformlingen für ein erstes Teilelement. Die zweiten Kavitätenhälften bilden zumindest teilweise mit den in den mittleren Kavitätenhälften befindlichen Vorformlingen zweite Kavitäten zur Aufnahme einer zweiten Kunststoffkomponente und zur Ausbildung der ersten Teilelemente, nachdem die mittleren Kavitätenhälften mit der ersten Kunststoffkomponente in eine den zweiten Kavitätenhälften gegenüberliegende Position, die zweite Schliesspositi- on, gedreht sind. I n der zweiten Trennebene wird vorzugsweise eine sich von der ersten Kunststoffkomponente unterscheidende, zweite Kunststoffkomponente in die zweiten Kavitäten eingebracht.

Am Mittelblock sind dritte Kavitätenhälften angeordnet, die mit vierten Kavitätenhälften, die neben den ersten und/oder den zweiten Kavitätenhälften an der ersten oder zweiten Formaufspannplatte angeordnet sind. Die dritten Kavitätenhälften am Mittelblock und die vierten Kavitätenhälften bilden zusätzliche Kavitäten für zweite Teilelemente. Diese zweiten Teilelemente verbleiben beim Drehen des Mittelblocks von der ersten Einspritzposition oder der zweiten Einspritzposition in die Montageposition in den dritten Formhälften; ebenso wie die ersten Teilelemente in den mittleren Kavitätenhälften verbleiben. Eine Arbeitsvorrichtung ist seitlich des Mittelblocks angeordnet, d. h. die Arbeitsvorrichtung ist neben dem Mittelblock derart vorgesehen, dass sie zumindest teilweise auf einer Achse senkrecht zur Längsachse der ersten Bewegungsrichtung der Formhälften, bzw. neben dieser Längsachse liegt. Die Arbeitsvorrichtung ist also z. B. neben den Holmen der Spritzgiessvorrichtung vorgesehen. Dabei kann die Arbeitsvorrichtung auch an den Holmen oder an Haltelementen, die an den Holmen angeordnet sind, vorgesehen sein. Nachdem die mittleren und dritten Kavitätenhälften mit den ersten und zweiten Teilelementen in eine seitliche, der Arbeitsvorrichtung gegenüberliegende Montageposition gedreht sind, sind zur Herstellung von Kunststoff teilen mittels der Arbeitsvorrichtung zweite Teilelemente an den ersten Teilelementen montierbar.

Bei dem erfindungsgemässen Verfahren zur Herstellung von Kunststoff teilen aus wenigstens zwei unterschiedlichen Teilelementen mit einer solchen Spritzgiessvorrichtung werden die Vorformlinge in der ersten Trennebene in einer ersten Schliessposition in den Ka- vitäten zwischen den ersten Kavitätenhälften und den mittleren Kavitätenhälften gefertigt und verbleiben nach einem Öffnen der Kavitätenhälften der ersten Trennebene am Mittelblock, bzw. an den mittleren Formhälften. Anschliessend wird der Mittelblock durch eine geeignete Drehvorrichtung direkt oder indirekt in eine den zweiten Kavitätenhälften gegenüber liegende Position, also in die zweite Trennebene und in die zweite Schliessposition gebracht. Der Mittelblock wird hierzu aus seiner Ausgangsposition (erste Einspritzposition, bzw. Schliessposition) , in der die mittleren Kavitätenhälften den ersten Kavitätenhälften gegenüber liegen, um in einem oder mehreren Schritten 1 80° in einer ersten Drehrichtung gedreht, so dass sich der Mittelblock in einer zweiten Einspritzposition, bzw. Schliessposition, befindet. I n der zweiten Schliessposition bilden die zweiten Kavitätenhälften zumindest teilweise mit den in den mittleren Kavitätenhälften befindlichen Vorformlingen zweite Kavitäten und es wird eine zweite Kunststoffkomponente in diese zweiten Kavitäten eingespritzt , die an den Vorformlingen angebracht wird, so dass erste Teilelemente hergestellt werden. Die zweite Kunststoffkomponente haftet an der ersten Kunststoffkomponente und beide Komponenten gemeinsam bilden die ersten Teilelemente der Kunststoff teile. Beim Öffnen der zweiten Trennebenen verbleiben die ersten Teilelemente an dem Mittelblock, bzw. den mittleren Formhälften, und werden durch weiteres Drehen des Mittelblocks in eine seitliche Position gedreht, vorzugsweise in der ersten Drehrichtung, wie bei der Drehung des Mittelblocks aus der ersten Einspritzposition in die zweite Einspritzposition. D. h. der Mittelblock wird relativ zur Ausgangsposition, in der die ersten Kavitäten ausgebildet wurden, um 270° gedreht und befindet sich dann in der seitlichen Position, in der die mittleren Kavitätenhälften der Arbeitsvorrichtung gegenüber liegen. Diese Position entspricht einer Montageposition. Die Seitenfläche des Mittelblocks, an welcher die fertigen ersten Teilelemente gehalten sind, weist somit senkrecht zur Bewegungsrichtung der Kavitätenhälften nach aussen und in Richtung der Arbeitsvorrichtu ng .

Die Vorformlinge können die zweiten Kavitäten auf Seiten des Mittelblocks vollständig abgrenzen, so dass sie die zweiten Kavitätenhälften an der beweglichen Formaufspannplatte vollständig abschliessen. Oder es können Bereiche der mittleren Kavitätenhälften ebenfalls zur Ausbildung der Kavitäten beitragen, so dass die Kavitäten an der zweiten Trennebene von den Vorformlingen, Bereichen der mittleren Kavitätenhälften und den zweiten Kavitätenhälften gebildet werden.

Die zweiten Teilelemente werden in den zusätzlichen Kavitäten zwischen dem Mittelblock und der ersten oder zweiten Formaufspannplatte in der ersten oder zweiten Schliessposi- tion hergestellt. Hierfür bilden die dritten Kavitätenhälften am Mittelblock mit den vierten Kavitätenhälften an der der ersten oder zweiten Formaufspannplatte die zusätzlichen Kavitäten. Vorzugsweise werden die zweiten Teilelemente in der ersten Schliessposition aus dem gleichen Material gefertigt, wie die Vorformlinge, und in der zweiten Schliessposition aus dem zweiten Material, das auf die Vorformlinge aufgebracht wird. Die Arbeitsvorrichtung montiert die ersten und die zweite Teilelemente zur Herstellung der Kunststoffteile und löst die Kunststoff teile aus den Formhälften am Mittelblock.

Bei einer Spritzgiessvorrichtung und einem Verfahren nach der vorliegenden Erfindung können zunächst die einzelnen Arbeitsschritte zum Spritzgiessen von Vorformlingen und Teilelementen abgeschlossen werden. Dadurch kann die Fertigung aller Teilelemente erfolgen, ohne dass sie durch weitere Arbeitsschritte unterbrochen wird und zusätzlich Aufwand zur Steuerung derartiger Arbeitsschritte notwendig ist. Ein Zusammensetzen der verschiedenen Teilelemente kann seitlich der Bewegungsrichtung der Kavitätenhälf- ten der Spritzgiessvorrichtung erfolgen, nachdem alle Teile hergestellt sind. Es ist nicht erforderlich, an unterschiedlichen Seiten des Mittelblocks, bzw. der Spritzgiessvorrichtung unterschiedliche Arbeitsmaschinen zur Zwischenverarbeitung von Rohlingen vorzusehen. Dadurch wird der Ablauf im Fertigungsprozess vereinfacht und beschleunigt. Ferner können bei der Fertigung der Teilelemente die Toleranzen zwischen den Teilelementen und beim Zusammensetzen der Teilelemente verringert werden, so dass Kunststoffteile von hoher Präzision gefertigt werden können. Fall erforderlich kann die Montage nach einer geordneten Entnahme auch extern erfolgen.

I n einer Ausführungsform können die ersten und vierten Kavitätenhälften an einer ersten Formaufspannplatte ausgebildet sein und auf dieser z. B. in diagonal versetzt zu einander angeordneten, regelmäßigen Reihen vorgesehen sein. Die unterschiedlichen Kavitätenhälften können entlang von rechteckigen, insbesondere quadratischen, Rastern auf den Aufspannplatten verteilt sein, wobei sich die Kavitätenhälften für erste und zweite Teil- elemente entlang einer Reihe oder Diagonale des Rasters abwechseln. Die mittleren und die dritten Kavitätenhälften auf der Seitenfläche des Mittelblocks sind komplementär zu den ersten, bzw. zweiten, und den vierten Kavitätenhälften angeordnet. Zum Halten der ersten und zweiten Teilelemente weisen die mittleren und dritten Kavitätenhälften z. B. eine Passform oder einen Haltesitz zum Halten der Teilelemente auf, die geeignet sind, die Trennebenen derart zu öffnen, dass die Teilelemente in dieser Passform gehalten werden. Die ersten und zweiten Teilelemente sind lösbar in ihrer jeweiligen Passform aufgenommen.

Auf Grund der oben beschriebenen Verteilung der mittleren und dritten Kavitätenhälften sind jeweils erste Teilelemente benachbart zu zweiten Teilelementen in einem vordefinierten regelmässigen Abstand angeordnet. Zwei zusammengehörende Teilelemente zur Ausbildung eines Kunststoff teils sind demnach alternierend zu einander in regelmässigen Abständen angeordnet.

Zusätzlich zu den Kavitätenhälften für die ersten und zweiten Teilelemente der Kunststoffteile können weitere Kavitätenhälften vorgesehen werden, um weitere Teilelemente der Kunststoff teile zu fertigen, falls ein Kunststoff teil mit mehr als zwei Teilelementen herzustellen ist. Wesentlich ist dabei, dass alle Teilelemente an der gleichen Seitenfläche des Mittelblocks verbleiben, bis sich die Seitenfläche gegenüber der Arbeitsvorrichtung befindet und somit in der Montageposition ist.

Die Arbeitsvorrichtung kann beweglich an der Spritzgiessvorrichtung gehalten werden oder sie ist als z. B. beweglich auf einem Maschinenbett für die Spritzgiessvorrichtung angeordnet. Die Arbeitsvorrichtung weist z. B. eine Greifeinrichtung mit einer Vielzahl von an einer Arbeitsfläche vorgesehenen Greifelementen auf, die entsprechend der Anordnung der mittleren und dritten Kavitätenhälften angeordnet sind. Die Greifelemente sind demnach z. B. entsprechend dem Raster der Kavitätenhälften auf dem Mittelblock auf der Arbeitsfläche verteilt. Die Greifelemente können z. B. durch einfache Öffnungen oder Vertiefungen in der Arbeitsfläche gegeben sein, deren Form auf die Form der Teilelemente derart abgestimmt ist, dass die Teilelemente durch Reibschluss in den Öffnungen oder Vertiefungen gehalten werden. Mittels der Greifelemente kann die Arbeitsvorrichtung die ersten oder die zweiten Teilelemente von dem Mittelblock abnehmen und an den zweiten, bzw. ersten Teilelementen montieren. Beispielsweise können die ersten Teilelemente auf die zweiten Teilelemente aufgesteckt werden. Hierfür ist die Arbeitsvorrichtung relativ zum Mittelblock entlang des Rasters, in dem die Kavitätenhälften für die ersten und zweiten Teilelemente angeordnet sind, beweglich. Dabei ist nur der vordefinierte Abstand zwischen erstem und zweitem Teilelement zu überwinden.

Bei einer Ausführungsform der Spritzgiessvorrichtung, bei der alle Teilelemente der herzustellenden Kunststoffeile durch Kavitätenhälften gefertigt werden, die sich an der selben Seitenfläche des Mittelblocks befinden, und erste Teilelemente aus ihren Kavitätenhälften entnommen und unmittelbar auf benachbarte zweite Teilelemente montiert werden, kann eine präzise Herstellung der Kunststoff teile gewährleistet werden. Die Toleranzabweichungen bei der Positionierung der Teilelemente zu einander kann verbessert werden. Dies ist zum einen möglich, da unterschiedliche Teilelemente auf der gleichen Seitenfläche des Mittelblocks gefertigt und paarweise einander zugeordnet werden. Zum anderen erfolgt der gesamte Spritzgiessvorgang zur Herstellung der ersten und zweiten Teilelemente im Wesentlichen ohne Unterbrechung durch weitere Bearbeitungsschritte der Teilelemente und kann damit so schnell als möglich abgeschlossen werden. Die unterschiedlichen Teile können an gleicher Seite ergriffen und montiert werden. Grundsätzlich ist es aber auch denkbar den Mittelblock aus der Ausgangsposition nach einer 90° Drehung zu stoppen. I n dieser Zwischenposition kann beispielsweise eine Kühlung der Vorformlinge z. B. durch eine Kühlvorrichtung erfolgen. Anschliessend wird der Mittelblock um weitere 90° in die zweite Einspritzposition gedreht.

Eine Spritzgiessvorrichtung und ein oben beschriebenes Verfahren sind vor Allem zur Herstellung von zumindest teilweise hohlen Kunststoff teilen, bzw. Teilelementen, insbesondere von Kunststoffdeckeln vorteilhaft. Beim Zusammenfügen zumindest teilweiser hohler Teilelemente zu einem Kunststoff teil kommt es auf eine Präzise Ausrichtung der Teilelemente zueinander an. Bei Kunststoffdeckeln sind geringe Toleranzen einzuhalten, um die Dichtigkeit der Deckel zu gewährleisten. Dies ist nach der Erfindung durch die vordefinierte Zuordnung der Kavitätenhälften zur Herstellung zweier Teilelemente möglich, die gemeinsam ein Kunststoff teil bilden, und durch ein schnelle Fertigstellung des Spritzgussvorgangs für die Teilelemente, wie oben beschrieben.

Eine erfindungsgemässe Vorrichtung eignet sich z. B. besonders zur Herstellung von Verschlüssen für Getränkeverpackungen. Z. B. kann ein mehrteiliger Unterteil mit einer Kappe in ein und derselben Vorrichtung kostengünstig und sehr hoher Genauigkeit einfach hergestellt werden. Hochkomplizierte und damit teure externe Montagevorrichtungen können entfallen. Bei Bedarf kann die die Vorrichtung bereits Mittel zur Qualitätskontrolle eingebaut werden. Z. B. können die ersten Teile bei 90° optisch geprüft werden. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass Verschlüsse vor der Entnahme bei 270° oder kurz danach auf ihre Dichtigkeit getestet werden können, z. B. indem eine Druckdifferenz angelegt wird. I n einer weiteren Ausführungsform weist die Vorrichtung mehr als eine mittlere Formhälfte auf, an welche teilgefertigte Teile übergeben werden können oder die zur Vormontage von Teilen dienen. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden anhand der Zeichnungen dargestellt, die lediglich zur Erläuterung dienen und nicht einschränkend auszulegen sind. Aus den Zeichnungen offenbar werdende Merkmale der Erfindung sollen einzeln und in jeder Kombination als zur Offenbarung der Erfindung gehörend betrachtet werden. I n den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 dreidimensionale schematische Darstellung einer Spritzgiessvorrichtu ng nach der vorliegenden Erfindung und

Fig. 2 dreidimensionale Detailansicht D aus Figur 1 .

I n Figur 1 ist eine Spritzgiessvorrichtung 1 gezeigt, die eine erste Formaufspannplatte 2 mit ersten Kavitätenhälften 3 und eine dieser gegenüber liegende, zweite Formaufspannplatte 4 mit zweiten Kavitätenhälften aufweist. Die Formaufspannplatten 2 und 4 sind durch Holme 5 derart miteinander verbunden, dass die zweite Formaufspannplatte 4 relativ zur ersten Formaufspannplatte 2 in einer ersten Richtung entlang der Längsachse der Spritzgiessvorrichtung verschiebbar ist; in Richtung x gemäss Figur 1 . Zwischen der ersten und der zweiten Formaufspannplatte ist ein um eine Achse z drehbarer und in der ersten Richtung verschiebbarer Mittelblock 6 vorgesehen. Der Mittelblock weist vier Seitenflächen 7 auf, wobei an einer Seitenfläche mittlere Kavitätenhälften 8 u nd dritte Kavitätenhälften 1 7 angebracht sind. Der Mittelblock 6 ist mittels einer oberen und einer unteren Halteeinrichtung 1 8 an den oberen, bzw. unteren Holmen 5 drehbar gehalten. Zur Drehung des Mittelblocks ist an der oberen Haltevorrichtung 1 8 eine Drehvorrichtung 1 9 vorgesehen. Die Drehachse verläuft dabei senkrecht zur ersten Bewegungsrichtung der Formaufspannplatten; in Richtung z gemäss Figur 1 . Zur Abstimmung der Bewegungen von erster Formaufspannplatte 2 , Mittelblock 6 und zweiter Formaufspannplatte 4 relativ zu einander kann eine herkömmliche Koordinationseinrichtung verwendet werden.

Seitlich des Mittelblocks 6 ist eine Arbeitsvorrichtung 9 vorgesehen, die z. B. als mehr- gliedriger Roboterarm ausgebildet sein kann. Die Arbeitsvorrichtung ist ausserhalb des von den Holmen 5 aufgespannten Spritzgiessbereichs angeordnet, also in einer Richtung y versetzt zur Bewegungsrichtung der Formaufspannplatten vorgesehen. Sie liegt in einer geöffneten Stellung der Formaufspannplatten 2 und 4 im Wesentlichen dem Mittelblock gegenüber. An ihrem der Spritzgiessvorrichtung 1 zugewandten Ende weist die Arbeitsvorrichtung eine Arbeitsfläche 1 0 auf, an der eine Greifeinrichtung mit mehreren Greifelementen 1 1 vorgesehen ist.

I n einer ersten Trennebene bilden die ersten Kavitätenhälften 3 mit den mittleren Kavitä- tenhälften 8 erste Kavitäten, in die eine erste Kunststoffkomponente eingespritzt wird und in der Vorformlinge 1 2 erzeugt werden, wie sie in den Figuren an einer weiteren Seitenfläche 7' des Mittelblocks schematisch gezeigt sind. Ferner sind am Mittelblock 6 dritte Kavitätenhälften 1 5 und an der Formaufspannplatte 2 vierte Kavitätenhälften 1 3 vorgesehen, die gemeinsam Kavitäten für zweite Teilelemente bilden. I n einer zweiten Trennebene bilden die Vorformlinge 1 2 mit den zweiten Kavitätenhälften an der Formaufspannplatte 4 zweite Kavitäten. Dabei schliessen die Vorformlinge die zweiten Kavitätenhälften ab.

An der ersten und zweiten Formaufspannplatte 2 und 4 sind jeweils Öffnungen 1 4 zum Anschliessen von Einspritzvorrichtungen vorgesehen, die Kunststoffkomponenten in die Kavitäten einleiten. I n die ersten Kavitäten an der ersten Formaufspannplatte 2 wird eine erste Kunststoffkomponente und in die zweiten Kavitäten an der zweiten Formaufspann- platte 4 wird eine zweite Kunststoffkomponente eingeleitet, wobei die zweite Komponente mit der ersten Komponente verbunden wird, so dass erste Teilelemente entstehen.

I n Figur 2 ist ein mit D bezeichneter Ausschnitt aus Figur 1 vergrössert dargestellt. Daraus ist die Verteilung der mittleren und dritten Kavitätenhälften 8 und 1 7 auf der Seitenfläche 7 des Mittelblocks 6 ersichtlich. Die mittleren Kavitätenhälften 8 sind gemäss einem rechtwinkligen Raster in gleichen Abständen in Reihen angeordnet. Um einen definierten Abstand sind die dritten Kavitätenhälften 1 7 versetzt dazu ebenfalls in einem rechtwinkligen Raster in gleichen Abständen in Reihen angeordnet, so dass die mittleren und dritten Kavitätenhälften alternierend zu einander in regelmässigen Abständen vorgesehen sind. Jeder mittleren Kavitätenhälfte 8 ist eine dritte Kavitätenhälfte 1 7 zugeordnet. Grundsätzlich können die Kavitätenhälften auch in anderen Geometrien, als einer rechtwinkligen Geometrie, auf der Seitenfläche 7 verteilt sein, z. B. in einem rautenartigen Raster. Die Greifelemente 1 1 an der Arbeitsvorrichtung 9 sind in derselben Geometrie angeordnet.

I n einer Ausgangsposition, d. h. in der ersten Spritzgiessposition, des Mittelblocks werden in der ersten Trennebene die Vorformlinge 1 2 und die zweiten Teilelemente 1 5 aus der ersten Komponente hergestellt. Die Spritzgiessvorrichtung wird geöffnet, wobei die Vorformlinge 1 2 und die zweiten Teilelemente 1 5 in den mittleren und dritten Kavitätenhälften des Mittelblocks verbleiben. Der Mittelblock 6 wird in zwei Schritten um 1 80° in die zweite Spritzposition gedreht, in der die Seitenfläche 7 der zweiten Formaufspannplatte 4 gegenüber liegt. I n Figur 2 sind Vorformlinge 1 2 und zweite Teilelemente 1 5 beispielhaft am Mittelblock auf der Seitenfläche 7' gegenüberliegend der Formaufspannplatte 4 gezeigt. Die Spritzgiessvorrichtung 1 wird geschlossen, so dass die zweiten Kavi- täten ausgebildet werden. Anschliessend wird eine zweite Kunststoffkomponente in die- se eingespritzt, sodass die zweiten Teilelemente 1 6 fertig gestellt werden. Somit ist der Vorgang des Spritzgiessens bei der Herstellung der Kunststoffkomponenten bereits abgeschlossen.

Beim Öffnen der Spritzgiessvorrichtung 1 in der zweiten Trennebene verbleiben die ersten und zweiten Teilelemente 1 5 und 1 6 in den mittleren und dritten Kavitätenhälften am Mittelblock 6. Anschliessend wird der Mittelblock um weitere 90° in der Drehrichtung gedreht, so dass die Seitenfläche 7 seitlich der Spritzgiessvorrichtung angeordnet ist und der Arbeitsvorrichtung gegenüber liegt. Diese Position entspricht einer Montageposition. Wie in Figur 2 zu sehen ist, sind die ersten und zweiten Teilelemente 1 5 und 1 6 in regelmässigen Abständen paarweise auf der Seitenfläche 7 des Mittelblocks 6 verteilt. Jedem ersten Teilelement 1 5 ist ein zweites Teilelement 1 6 zugeordnet.

Die Greifelemente 1 1 der Arbeitsvorrichtung 9 können nun die zweiten Teilelemente 1 6 greifen und auf die ersten Teilelemente 1 5 aufsetzen. Dieser Vorgang wird schematisch durch erste Pfeile 1 9 dargestellt. Dabei wird die Arbeitsfläche 1 0 um den Abstand, den zwei einander zugeordnete Teilelemente einschliessen, entlang der Seitenfläche 1 0 des Mittelblocks 6 verfahren. Sobald die ersten und die zweiten Teilelemente verbunden sind und somit die herzustellenden Kunststoffkomponenten fertig gestellt sind, können diese mit der Arbeitsvorrichtung vom Mittelblock abgenommen werden. Dieser Vorgang ist schematisch durch zweite Pfeile 20 dargestellt.

Anhand der Figuren wurde zu Gunsten einer guten Übersichtlichkeit die Situation an einer Seitenfläche des Mittelblocks dargestellt. Es ist jedoch vorteilhaft an allen vier Seitenflächen des Mittelblocks Formaufspannplatten mit mittleren und dritten Kavitätenhälften vorzusehen, um eine schnelle Fertig von Kunststoff teilen zu realisieren. Während in der Montageposition die zweiten Teilelemente an den ersten Teilelementen angebracht werden, können die auf der gegenüberliegenden Seitenfläche des Mittelblocks befindlichen Vorformlinge eine Auskühlphase durchlaufen.

LISTE DER BEZUGSZEICHEN

1 Spritzgiessvorrichtung

2 erste Formaufspannplatte

3 erste Formhälften

4 zweite Formaufspannplatte

5 Holme

6 Mittel block

7, 7' Seitenfläche

7 mittlere Formhälften

8 Arbeitsvorrichtung

9 Arbeitsfläche

10 Greifelemente

11 Vorformlinge

12 vierte Kavitätenhälften

13 Öffnungen

14 erste Teilelemente

15 zweite Teilelemente

16 dritte Kavitätenhälften

17 Halteeinrichtung

18 Drehvorrichtung

19 erste Pfeile

20 zweite Pfeile

Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Spritzgiessvorrichtung (1 ) zur Herstellung von Kunststoff teilen aus wenigstens einem ersten und einem zweiten Teilelemente, die aufweist:

- erste Kavitätenhälften (3) und gegenüber diesen in einer ersten Richtung (x) verschiebbare zweite Kavitätenhälften,

- einen zwischen den ersten und den zweiten Kavitätenhälften angeordneten um eine Achse (z) drehbaren und in der ersten Richtung (x) verschiebbaren Mittelblock (6), der wenigstens an einer Seitenfläche (7) mittlere Kavitätenhälften (8) aufweist, wobei die ersten Kavitätenhälften (3) in einer ersten Schliessposition mit den mittleren Kavitätenhälften (8) erste Kavitäten zur Aufnahme einer ersten Kunststoffkomponente für einen Vorformling (12) ausbilden,

- am Mittelblock (6) dritte Kavitätenhälften (17) angeordnet sind, die mit vierten Kavitätenhälften (13), die neben den ersten und/oder zweiten Kavitätenhälften angeordnet sind, zusätzliche Kavitäten für zweite Teilelemente (16) ausbilden, und

- eine seitlich des Mittelblocks (6) angeordnete Arbeitsvorrichtung (9), wobei

- in einer zweiten Schliessposition die zweiten Kavitätenhälften zumindest teilweise mit den in den mittleren Kavitätenhälften befindlichen Vorformlingen (12) zweite Kavitäten zur Aufnahme einer zweiten Kunststoffkomponente und zur Ausbildung von ersten Teilelementen (15) bilden, und

- mittels der Arbeitsvorrichtung (9) in einer Montageposition des Mittelblocks (6) die zweiten Teilelemente (16) und die ersten Teilelementen (15) an einander montierbar sind, wobei die Montageposition in Drehrichtung des Mitteblocks (6) nach der ersten und der zweiten Schliessposition folgt.

2. Spritzgiessvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schliessposition eine erste Trennebene bildet und die zweite Schliessposition eine zweite Trennebene bildet, in welcher die mittleren und dritten Kavitätenhälften (8,

1 7 ) um 1 80° gedreht sind.

3. Spritzgiessvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und vierten Kavitätenhälften ( 3 , 1 3 ) , bzw. die zweiten und vierten Kavitätenhälften, an einer ersten Formaufspannplatte ( 2 ) , bzw. an einer gegenüber dieser in einer ersten Richtung verschiebbaren zweiten Formaufspannplatte (4) , alternierend zu einander in regelmässigen Abständen angeordnet sind.

4. Spritzgiessvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mittleren und dritten Kavitätenhälften (8, 1 7 ) eine Passform zum Halten von Teilelementen ( 1 5 ; 1 6 ) aufweisen.

5. Spritzgiessvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitsvorrichtung ( 9 ) relativ zum Mittelblock ( 6 ) in Richtung der dritten, bzw. mittleren Kavitätenhälften und/oder in Richtung der ersten, bzw. zweiten Kavitätenhälften verfahrbar ist.

6. Spritzgiessvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitsvorrichtung ( 9 ) ausserhalb von Holmen ( 5 ) vorgesehen ist, mittels welchen die Formaufspannplatten ( 2 , 4) beweglich sind.

7. Spritzgiessvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitsvorrichtung ( 9 ) eine Greifeinrichtung mit einer Vielzahl von an einer Arbeitsfläche ( 1 0 ) vorgesehenen Greifelementen ( 1 1 ) aufweist, die entsprechend der Anordnung der mittleren und dritten Kavitätenhälften angeordnet sind.

Spritzgiessvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kavitätenhälften Kavitäten zur Herstellung von zumindest teilweise hohlen Kunststoff teilen, bzw. Teilelementen bilden.

Verfahren zur Herstellung von Kunststoff teilen aus wenigstens zwei unterschiedlichen Teilelementen ( 1 5 ; 1 6 ) bei dem erste Kavitätenhälften ( 3 ) , gegenüber diesen in einer ersten Richtung (x) verschiebbare zweite Kavitätenhälften und ein zwischen den ersten und den zweiten Kavitätenhälften angeordneter, um eine Achse (z) drehbarer und in der ersten Richtung verschiebbarer Mittelblock ( 6 ) mit mittleren Kavitätenhälften (8 ) , die mit den ersten und den zweiten Kavitätenhälften eine erste und eine zweite Trennebene bilden, vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass

- in der ersten Trennebene die ersten Kavitätenhälften ( 3 ) mit den mittleren Kavitätenhälften (8 ) erste Kavitäten bilden und eine erste Kunststoffkomponente in die ersten Kavitäten eingebracht wird, so dass Vorformlinge ( 1 2 ) geformt werden,

- beim Öffnen der ersten Trennebene die Vorformlinge ( 1 2 ) an den mittleren Kavitätenhälften (8 ) verbleiben und durch Drehen des Mittelblocks ( 6 ) in die zweite Trennebene gebracht werden,

- in der zweiten Trennebene die zweiten Kavitätenhälften zumindest teilweise mit den in den mittleren Kavitätenhälften (8 ) befindlichen Vorformlingen ( 1 2 ) zweite Kavitäten bilden und eine zweite Kunststoffkomponente in die zweiten Kavitäten eingebracht und an den Vorformlingen angebracht wird, so dass erste Teilelemen- te(15) hergestellt werden,

- zweite Teilelemente (16) in zusätzlichen Kavitäten zwischen dritten Kavitätenhälften (17) am Mittelblock (6) und vierten Kavitätenhälften in der ersten und/oder zweiten Trennebene hergestellt werden,

- beim Öffnen der zweiten Trennebene die ersten Teilelemente (15) und die zweiten Teilelemente (16) an den mittleren Kavitätenhälften (8), bzw. den dritten Kavitätenhälften (17) verbleiben und durch Drehen des Mittelblocks (6) in eine seitliche Montageposition gedreht werden, und

- anschliessend eine seitlich des Mittelblocks (6) angeordnete Arbeitsvorrichtung (9) die Teilelementen (15; 16) zur Herstellung der Kunststoffteile aneinander montiert und die Kunststoff teile aus den Kavitätenhälften (8; 17 ) löst.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorformlinge (12) von der ersten Trennebene um 180° in die zweite Trennebene gedreht und von der zweiten Trennebene um weitere 90° in die seitliche Montageposition gegenüberliegend zur Arbeitsvorrichtung (9) gedreht werden.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass in einer ersten Schliessposition der ersten Trennebene eine erste Kunststoffkompo- nente und in einer zweiten Schliessposition der zweiten Trennebene eine zweite Kunststoffkomponente verarbeitet wird.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Herstellung der ersten und zweiten Teilelemente im Spritzgiessverfahren ohne Unterbrechung durch weitere Bearbeitungsschritte der Teilelemente erfolgt.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Vorformlinge ( 1 2 ) aus der ersten Trennebene in eine seitliche Position gedreht und dort von einer Kühlvorrichtung gekühlt werden.

Produkt hergestellt nach einem Verfahren gemäss einem der Patentansprüche 9 bis 1 3. 5. Produkt gemäss Patentanspruch 1 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Produkt ein Verschluss für eine Verpackung ist.